1.1深搜
从出度思考(从后往前排序), 出度为0的节点在拓扑排序中一定排在后面, 然后删除和该节点对应的边, 迭代寻找出度为0的节点
我们可以将深度优先搜索的流程与拓扑排序的求解联系起来,用一个栈来存储所有已经搜索完成的节点。
对于一个节点 u,如果它的所有相邻节点都已经搜索完成,那么在搜索回溯到u的时候,u本身也会变成一个已经搜索完成的节点。这里的「相邻节点」指的是从u出发通过一条有向边可以到达的所有节点。
假设我们当前搜索到了节点u,如果它的所有相邻节点都已经搜索完成,那么这些节点都已经在栈中了,此时我们就可以把u入栈。可以发现,如果我们从栈顶往栈底的顺序看,由于 u 处于栈顶的位置,那么 u 出现在所有 u 的相邻节点的前面。因此对于 u 这个节点而言,它是满足拓扑排序的要求的。
这样以来,我们对图进行一遍深度优先搜索。当每个节点进行回溯的时候,我们把该节点放入栈中。最终从栈顶到栈底的序列就是一种拓扑排序。
C++版本
//一个二维向量,用于表示课程之间的依赖关系,每个元素`edges[u]`表示依赖先修课程`u`的课程。
//`visited`:用于标记课程的访问状态,0表示未访问,1表示正在访问,2表示已访问。
//`valid`:表示当前的课程安排是否有效,初始值为`true`
class Solution{
private:
vector<vector<int>> edges;
vector<int> visited;
bool valid = true;
public:
//用于从课程`u`开始进行深度优先遍历。在遍历过程中,会对课程进行标记,同时检查是否存在环路。若存在环路,则将`valid`设为`false`,表示无法完成所有课程。
void dfs(int u)
{
visited[u] = 1;//从课程`u`开始进行深度优先遍历
for(int v:edges[u])//遍历课程u的先修课程
{
if(visited[v] == 0)//如果有没访问的先修课程
{
dfs(v);//dfs
if(!valid)
{
return;
}