存在一个由n个节点组成的无向联通图,图中的节点按从0到n-1编号。
给你一个数组graph表示这个图。其中,graph[i]是一个列表,由所有与节点i直接相连的节点组成。
返回能够访问所有节点的最短路径的长度。你可以在任一节点开始和停止,也可以多次重复访问节点,并且可以重用边。
输入:graph = [[1,2,3],[0],[0],[0]]
输出:4
解释:一种可能的路径为 [1,0,2,0,3]
思路:状态压缩 + 广度优先搜索
由于题目中需要求出“访问所有节点的最短路径的长度”,并且图中每一条边的长度均为1,因此可以考虑使用广度优先搜索的方法求出最短路径。
本题中,除了记录节点的编号以外,还需要记录每一个节点的经过情况。因此,使用三元组(u, mask, dist)表示队列中的每一个元素,其中:
- u表示当前位于的节点编号
- mask是一个长度为n的二进制数,表示每一个节点是否经过。如果mask的第i位是1,则表示节点i已经过,否则未经过。
- dist表示到当前节点为止经过的路径长度。
这样一来,我们使用该三元组进行广度优先搜索,即可解决。初始时,我们将所有的(i, 2i, 0)放入队列,表示可以从任一节点开始。在搜索过程中,如果当前三元组中的mask包含n个1(即mask = 2n - 1),那么我们就可以返回dist作为答案。
为了保证广度优先搜索时间复杂度的正确性,即同一个节点u以及节点的经过情况mask只被搜索到一次,我们可以使用数组或者哈希表记录(u, mask)是否已经被搜索过,防止无效的重复搜索。
class Solution {
public:
int shortestPathLength(vector<vector<int>>& graph