leetcode算法---深度优先遍历系列(一)---------210. 课程表 II

题目描述

现在你总共有 n 门课需要选,记为 0 到 n-1。

在选修某些课程之前需要一些先修课程。 例如,想要学习课程 0 ,你需要先完成课程 1 ,我们用一个匹配来表示他们: [0,1]

给定课程总量以及它们的先决条件,返回你为了学完所有课程所安排的学习顺序。

可能会有多个正确的顺序,你只要返回一种就可以了。如果不可能完成所有课程,返回一个空数组。

示例 1:

输入: 2, [[1,0]] 
输出: [0,1]
解释: 总共有 2 门课程。要学习课程 1,你需要先完成课程 0。因此,正确的课程顺序为 [0,1] 。
示例 2:

输入: 4, [[1,0],[2,0],[3,1],[3,2]]
输出: [0,1,2,3] or [0,2,1,3]
解释: 总共有 4 门课程。要学习课程 3,你应该先完成课程 1 和课程 2。并且课程 1 和课程 2 都应该排在课程 0 之后。
     因此,一个正确的课程顺序是 [0,1,2,3] 。另一个正确的排序是 [0,2,1,3] 。
说明:

输入的先决条件是由边缘列表表示的图形,而不是邻接矩阵。详情请参见图的表示法。
你可以假定输入的先决条件中没有重复的边。
提示:

这个问题相当于查找一个循环是否存在于有向图中。如果存在循环,则不存在拓扑排序,因此不可能选取所有课程进行学习。
通过 DFS 进行拓扑排序 - 一个关于Coursera的精彩视频教程(21分钟),介绍拓扑排序的基本概念。

来源:力扣(LeetCode)
链接:https://leetcode-cn.com/problems/course-schedule-ii
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代码实现:

from collections import defaultdict

class Solution:
    def findOrder(self, numCourses: int, prerequisites: List[List[int]]) -> List[int]:
        if numCourses == 0:
            return True

        orders = []
        studyed = set()
        pres_dict = defaultdict(list)

        for pre in prerequisites:
            pres_dict[pre[0]].append(pre[1])

        def dfs_course(course, pres, studyed, paths=None):
            nonlocal orders

            if paths is None:
                paths = set()
            
            paths.add(course)
            for pre in pres[course]:
                if pre in paths:
                    return False

                if pre not in studyed:
                    if not dfs_course(pre, pres, studyed, paths):
                        return False

            paths.remove(course)
            studyed.add(course)
            orders.append(course)
            return True
            

        for course in range(numCourses):
            if course not in studyed:
                if not dfs_course(course, pres_dict, studyed):
                    return []
        
        return orders

 

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