C++实现LeetCode(207.课程清单)

 更新时间:2021年8月7日 00:00  点击:1793

[LeetCode] 207. Course Schedule 课程清单

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?

Example 1:

Input: 2, [[1,0]]
Output: true
Explanation: There are a total of 2 courses to take.
To take course 1 you should have finished course 0. So it is possible.

Example 2:

Input: 2, [[1,0],[0,1]]
Output: false
Explanation: There are a total of 2 courses to take.
To take course 1 you should have finished course 0, and to take course 0 you should
also have finished course 1. So it is impossible.

Note:

  1. The input prerequisites is a graph represented by a list of edges, not adjacency matrices. Read more about how a graph is represented.
  2. You may assume that there are no duplicate edges in the input prerequisites.

Hints:

  1. This problem is equivalent to finding if a cycle exists in a directed graph. If a cycle exists, no topological ordering exists and therefore it will be impossible to take all courses.
  2. There are several ways to represent a graph. For example, the input prerequisites is a graph represented by a list of edges. Is this graph representation appropriate?
  3. Topological Sort via DFS - A great video tutorial (21 minutes) on Coursera explaining the basic concepts of Topological Sort.
  4. Topological sort could also be done via BFS.

这道课程清单的问题对于我们学生来说应该不陌生,因为在选课的时候经常会遇到想选某一门课程,发现选它之前必须先上了哪些课程,这道题给了很多提示,第一条就告诉了这道题的本质就是在有向图中检测环。 LeetCode 中关于图的题很少,有向图的仅此一道,还有一道关于无向图的题是 Clone Graph。个人认为图这种数据结构相比于树啊,链表啊什么的要更为复杂一些,尤其是有向图,很麻烦。第二条提示是在讲如何来表示一个有向图,可以用边来表示,边是由两个端点组成的,用两个点来表示边。第三第四条提示揭示了此题有两种解法,DFS 和 BFS 都可以解此题。先来看 BFS 的解法,定义二维数组 graph 来表示这个有向图,一维数组 in 来表示每个顶点的入度。开始先根据输入来建立这个有向图,并将入度数组也初始化好。然后定义一个 queue 变量,将所有入度为0的点放入队列中,然后开始遍历队列,从 graph 里遍历其连接的点,每到达一个新节点,将其入度减一,如果此时该点入度为0,则放入队列末尾。直到遍历完队列中所有的值,若此时还有节点的入度不为0,则说明环存在,返回 false,反之则返回 true。代码如下:

解法一:

class Solution {
public:
    bool canFinish(int numCourses, vector<vector<int>>& prerequisites) {
        vector<vector<int>> graph(numCourses, vector<int>());
        vector<int> in(numCourses);
        for (auto a : prerequisites) {
            graph[a[1]].push_back(a[0]);
            ++in[a[0]];
        }
        queue<int> q;
        for (int i = 0; i < numCourses; ++i) {
            if (in[i] == 0) q.push(i);
        }
        while (!q.empty()) {
            int t = q.front(); q.pop();
            for (auto a : graph[t]) {
                --in[a];
                if (in[a] == 0) q.push(a);
            }
        }
        for (int i = 0; i < numCourses; ++i) {
            if (in[i] != 0) return false;
        }
        return true;
    }
};

下面来看 DFS 的解法,也需要建立有向图,还是用二维数组来建立,和 BFS 不同的是,像现在需要一个一维数组 visit 来记录访问状态,这里有三种状态,0表示还未访问过,1表示已经访问了,-1 表示有冲突。大体思路是,先建立好有向图,然后从第一个门课开始,找其可构成哪门课,暂时将当前课程标记为已访问,然后对新得到的课程调用 DFS 递归,直到出现新的课程已经访问过了,则返回 false,没有冲突的话返回 true,然后把标记为已访问的课程改为未访问。代码如下:

解法二:

class Solution {
public:
    bool canFinish(int numCourses, vector<vector<int>>& prerequisites) {
        vector<vector<int>> graph(numCourses, vector<int>());
        vector<int> visit(numCourses);
        for (auto a : prerequisites) {
            graph[a[1]].push_back(a[0]);
        }
        for (int i = 0; i < numCourses; ++i) {
            if (!canFinishDFS(graph, visit, i)) return false;
        }
        return true;
    }
    bool canFinishDFS(vector<vector<int>>& graph, vector<int>& visit, int i) {
        if (visit[i] == -1) return false;
        if (visit[i] == 1) return true;
        visit[i] = -1;
        for (auto a : graph[i]) {
            if (!canFinishDFS(graph, visit, a)) return false;
        }
        visit[i] = 1;
        return true;
    }
};

Github 同步地址:

https://github.com/grandyang/leetcode/issues/207

参考资料:

https://leetcode.com/problems/course-schedule/

https://leetcode.com/problems/course-schedule/discuss/58524/Java-DFS-and-BFS-solution

https://leetcode.com/problems/course-schedule/discuss/58516/Easy-BFS-Topological-sort-Java

https://leetcode.com/problems/course-schedule/discuss/162743/JavaC%2B%2BPython-BFS-Topological-Sorting-O(N-%2B-E)

到此这篇关于C++实现LeetCode(207.课程清单)的文章就介绍到这了,更多相关C++实现课程清单内容请搜索猪先飞以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持猪先飞!

[!--infotagslink--]

相关文章

  • C++ STL标准库std::vector的使用详解

    vector是表示可以改变大小的数组的序列容器,本文主要介绍了C++STL标准库std::vector的使用详解,文中通过示例代码介绍的非常详细,具有一定的参考价值,感兴趣的小伙伴们可以参考一下...2022-03-06
  • C++中取余运算的实现

    这篇文章主要介绍了C++中取余运算的实现,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧...2021-02-23
  • 详解C++ string常用截取字符串方法

    这篇文章主要介绍了C++ string常用截取字符串方法,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧...2020-04-25
  • C++调用C#的DLL程序实现方法

    本文通过例子,讲述了C++调用C#的DLL程序的方法,作出了以下总结,下面就让我们一起来学习吧。...2020-06-25
  • C++中四种加密算法之AES源代码

    本篇文章主要介绍了C++中四种加密算法之AES源代码,小编觉得挺不错的,现在分享给大家,也给大家做个参考。...2020-04-25
  • C++ 整数拆分方法详解

    整数拆分,指把一个整数分解成若干个整数的和。本文重点给大家介绍C++ 整数拆分方法详解,非常不错,感兴趣的朋友一起学习吧...2020-04-25
  • C++中 Sort函数详细解析

    这篇文章主要介绍了C++中Sort函数详细解析,sort函数是algorithm库下的一个函数,sort函数是不稳定的,即大小相同的元素在排序后相对顺序可能发生改变...2022-08-18
  • C++万能库头文件在vs中的安装步骤(图文)

    这篇文章主要介绍了C++万能库头文件在vs中的安装步骤(图文),文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧...2021-02-23
  • 详解C++ bitset用法

    这篇文章主要介绍了C++ bitset用法,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧...2020-04-25
  • 浅谈C++中的string 类型占几个字节

    本篇文章小编并不是为大家讲解string类型的用法,而是讲解我个人比较好奇的问题,就是string 类型占几个字节...2020-04-25
  • C++ Eigen库计算矩阵特征值及特征向量

    这篇文章主要为大家详细介绍了C++ Eigen库计算矩阵特征值及特征向量,具有一定的参考价值,感兴趣的小伙伴们可以参考一下...2020-04-25
  • C++ pair的用法实例详解

    这篇文章主要介绍了C++ pair的用法实例详解的相关资料,需要的朋友可以参考下...2020-04-25
  • VSCode C++多文件编译的简单使用方法

    这篇文章主要介绍了VSCode C++多文件编译的简单使用方法,本文给大家介绍的非常详细,对大家的学习或工作具有一定的参考借鉴价值,需要的朋友可以参考下...2021-03-29
  • C++中的循环引用

    虽然C++11引入了智能指针的,但是开发人员在与内存的斗争问题上并没有解放,如果我门实用不当仍然有内存泄漏问题,其中智能指针的循环引用缺陷是最大的问题。下面通过实例代码给大家介绍c++中的循环引用,一起看看吧...2020-04-25
  • C++随机点名生成器实例代码(老师们的福音!)

    这篇文章主要给大家介绍了关于C++随机点名生成器的相关资料,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧...2020-04-25
  • C++如何删除map容器中指定值的元素详解

    map容器是C++ STL中的重要一员,删除map容器中value为指定元素的问题是我们经常与遇到的一个问题,下面这篇文章主要给大家介绍了关于利用C++如何删除map容器中指定值的元素的相关资料,需要的朋友可以参考借鉴,下面来一起看看吧。...2020-04-25
  • C++ 约瑟夫环问题案例详解

    这篇文章主要介绍了C++ 约瑟夫环问题案例详解,本篇文章通过简要的案例,讲解了该项技术的了解与使用,以下就是详细内容,需要的朋友可以参考下...2021-08-15
  • C++中cin的用法详细

    这篇文章主要介绍了C++中cin的用法详细,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧...2020-04-25
  • 基于C++中常见编译错误的总结详解

    本篇文章是对C++中的常见编译错误进行了详细的分析介绍,需要的朋友参考下...2020-04-25
  • C++实现递归函数的方法

    在本篇内容里小编给大家分享了关于C++实现递归函数的教学步骤,需要的朋友跟着参考下。...2020-04-25