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207. 课程表

你这个学期必须选修 numCourses 门课程,记为 0numCourses - 1

在选修某些课程之前需要一些先修课程。 先修课程按数组 prerequisites 给出,其中 prerequisites[i] = [ai, bi],表示如果要学习课程 ai必须 先学习课程 bi

  • 例如,先修课程对 [0, 1] 表示:想要学习课程 0,你需要先完成课程 1

请你判断是否可能完成所有课程的学习?如果可以,返回 true ;否则,返回 false

示例 1:

输入:numCourses = 2, prerequisites = [[1,0]]
输出:true
解释:总共有 2 门课程。学习课程 1 之前,你需要完成课程 0 。这是可能的。

示例 2:

输入:numCourses = 2, prerequisites = [[1,0],[0,1]]
输出:false
解释:总共有 2 门课程。学习课程 1 之前,你需要先完成课程 0 ;并且学习课程 0 之前,你还应先完成课程 1 。这是不可能的。

提示:

  • 1 <= numCourses <= 2000

  • 0 <= prerequisites.length <= 5000

  • prerequisites[i].length == 2

  • 0 <= ai, bi < numCourses

  • prerequisites[i] 中的所有课程对 互不相同

思路分析

TODO: 研究一下图相关算法和拓扑排序。

拓扑排序通常用来“排序”具有依赖关系的任务。

拓扑排序出来的结果是应该不是有序(升序或降序)。只是一个前后顺序。

  • 一刷

  • 二刷

  • 三刷

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/**
 * Runtime: 20 ms, faster than 36.81% of Java online submissions for Course Schedule.
 *
 * Memory Usage: 74.1 MB, less than 5.39% of Java online submissions for Course Schedule.
 *
 * Copy from: https://leetcode.com/problems/course-schedule/discuss/58516/Easy-BFS-Topological-sort-Java[Easy BFS Topological sort, Java - LeetCode Discuss]
 *
 * @author D瓜哥 · https://www.diguage.com
 * @since 2020-01-26 16:36
 */
public boolean canFinish(int numCourses, int[][] prerequisites) {
    int[][] matrix = new int[numCourses][numCourses];
    int[] indegree = new int[numCourses];
    for (int[] prere : prerequisites) {
        int latter = prere[0];
        int formmer = prere[1];
        matrix[formmer][latter]++;
        indegree[latter]++;
    }
    Queue<Integer> queue = new LinkedList<>();
    for (int i = 0; i < numCourses; i++) {
        if (indegree[i] == 0) {
            queue.offer(i);
        }
    }
    int count = 0;
    while (!queue.isEmpty()) {
        Integer course = queue.poll();
        count++;
        for (int i = 0; i < numCourses; i++) {
            if (matrix[course][i] != 0) {
                if (--indegree[i] == 0) {
                    queue.offer(i);
                }
            }
        }
    }
    return count == numCourses;
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/**
 * @author D瓜哥 · https://www.diguage.com
 * @since 2020-01-26 16:36
 */
public boolean canFinish(int numCourses, int[][] prerequisites) {
  int[] indegrees = new int[numCourses];
  Map<Integer, List<Integer>> graph = new HashMap<>();
  for (int[] pres : prerequisites) {
    int pre = pres[1];
    int post = pres[0];
    indegrees[post]++;
    List<Integer> posts = graph.getOrDefault(pre, new ArrayList<>());
    posts.add(post);
    graph.put(pre, posts);
  }
  Queue<Integer> queue = new LinkedList<>();
  for (int i = 0; i < numCourses; i++) {
    if (indegrees[i] == 0) {
      queue.offer(i);
    }
  }
  int cnt = 0;
  while (!queue.isEmpty()) {
    int course = queue.poll();
    cnt++;
    for (int c : graph.getOrDefault(course, Collections.emptyList())) {
      indegrees[c]--;
      if (indegrees[c] == 0) {
        queue.offer(c);
      }
    }
  }
  return cnt == numCourses;
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/**
 * @author D瓜哥 · https://www.diguage.com
 * @since 2025-04-04 09:09:52
 */
public boolean canFinish(int numCourses, int[][] prerequisites) {
  Map<Integer, List<Integer>> graph = new HashMap<>();
  int[] indegree = new int[numCourses];
  for (int[] p : prerequisites) {
    List<Integer> children = graph.computeIfAbsent(p[0], k -> new ArrayList<>());
    children.add(p[1]);
    indegree[p[1]]++;
  }
  Queue<Integer> queue = new LinkedList<>();
  for (int i = 0; i < indegree.length; i++) {
    if (indegree[i] == 0) {
      queue.offer(i);
    }
  }
  int cnt = 0;
  while (!queue.isEmpty()) {
    Integer c = queue.poll();
    cnt++;
    List<Integer> children = graph.getOrDefault(c, Collections.emptyList());
    for (Integer child : children) {
      indegree[child]--;
      if (indegree[child] == 0) {
        queue.offer(child);
      }
    }
  }
  return cnt == numCourses;
}

思考题:参考资料中提到,表示图可以使用"邻接矩阵"和"邻接表"。尝试使用邻接表来重新实现。