Leetcode 207. Course Schedule

本文介绍了解决LeetCode 207题的一种方法——使用拓扑排序来判断课程依赖关系中是否存在环路。通过构建图结构并运用Kahn算法,文章详细解释了如何检查课程是否可以顺利完成。

Leetcode 207. Course Schedule

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题目描述

There are a total of n courses you have to take, labeled from 0 to n - 1.
Some courses may have prerequisites, for example to take course 0 you have to first take course 1, which is expressed as a pair: [0,1]
Given the total number of courses and a list of prerequisite pairs, is it possible for you to finish all courses?

输入:课程数量,以及各课程前序课程的pair
输出:是否能完成课程
如:

Input:
2, [[1,0]]
2, [[1,0],[0,1]]

Output:
true
false

Explain:
上述输入2中,两个课程互为前序课程,无法完成

思路

简单来说,这是判断有向图中是否产生环路。这里选择使用拓扑排序的方式来检查,如果无法完成拓扑排序,也就是该课程有向图中产生了环路,即无法完成。
选用Kahn算法。

L← Empty list that will contain the sorted elements
S ← Set of all nodes with no incoming edges
while S is non-empty do
    remove a node n from S
    insert n into L
    foreach node m with an edge e from nto m do
        remove edge e from thegraph
        ifm has no other incoming edges then
            insert m into S
if graph has edges then
    return error (graph has at least onecycle)
else 
    return L (a topologically sortedorder)

代码

class Solution {
public:
    set<int> s;


    bool canFinish(int numCourses, vector<pair<int, int>>& prerequisites) {
        int comingEdge[numCourses] = {0};
        list<int> graph[numCourses];
        int n,m;//node: n-e->m
        //build the list and counting comingEdge
        for(int i=0;i<prerequisites.size();i++){
            n = prerequisites[i].second;
            m = prerequisites[i].first;
            //cout<<"m=="<<m<<" n=="<<n<<endl;
            comingEdge[m]++;
            graph[n].push_back(m);
        }
        //init Set S
        for(int i =0;i<numCourses;i++){
            if(comingEdge[i]==0)
                s.insert(i);
        }
        while(!s.empty()){
            int nodeN = *s.begin();
            s.erase(nodeN);
            maintainSet(nodeN,graph[nodeN],comingEdge);
        }

        return isNoComingEdge(comingEdge,numCourses);
    }

    void maintainSet(int n, list<int>& graph,int* comingEdge){
        //cout<<n<<" pop:";
        while(graph.size()!=0){
            int m = graph.front();
            //cout<<m;
            graph.pop_front();
            comingEdge[m]--;
            if(comingEdge[m]==0){
                s.insert(m);
            }
        }
        //cout<<endl;

    }
    bool isNoComingEdge(int* comingEdge, int numCourses){
        for(int i =0;i<numCourses;i++){
            if(comingEdge[i]!=0){
                //cout<<"i:"<<" "<<comingEdge[i]<<endl;
                return false;
            }
        }
        return true;
    }

};
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