利用拓扑关系制定课程表
时间: 2023-07-21 20:10:01 浏览: 39
制定课程表可以看作是一个典型的拓扑排序问题,我们可以将每门课程视为图中的一个节点,如果课程 A 需要先修课程 B,那么在图中就存在一条从课程 A 指向课程 B 的有向边。如果存在环路,则说明课程之间存在冲突,无法制定课程表。
具体实现步骤如下:
1. 将课程之间的先修关系转化为有向图表示。
2. 统计每个节点的入度,即有多少门课程需要先修这门课程。
3. 将所有入度为0的节点加入队列。
4. 从队列中取出入度为0的节点,将其加入课程表,并将所有以该节点为起点的有向边删去。
5. 更新所有节点的入度,如果某个节点的入度变为0,则将其加入队列。
6. 重复步骤4和步骤5,直到队列为空或者无法再找到入度为0的节点。
7. 如果课程表中的课程数量等于总课程数,则说明可以制定课程表,否则说明存在环路,无法制定课程表。
下面是一个 Python 代码示例:
```python
from collections import defaultdict, deque
def make_course_schedule(num_courses, prerequisites):
# 将课程之间的先修关系转化为有向图表示
graph = defaultdict(list)
in_degree = [0] * num_courses
for a, b in prerequisites:
graph[b].append(a)
in_degree[a] += 1
# 将所有入度为 0 的节点加入队列
q = deque([i for i in range(num_courses) if in_degree[i] == 0])
# 拓扑排序
course_schedule = []
while q:
node = q.popleft()
course_schedule.append(node)
# 将所有以该节点为起点的有向边删去
for neighbor in graph[node]:
in_degree[neighbor] -= 1
if in_degree[neighbor] == 0:
q.append(neighbor)
# 判断是否存在环路
if len(course_schedule) == num_courses:
return course_schedule
else:
return []
```
其中,`num_courses` 表示总课程数,`prerequisites` 是一个二维列表,表示课程之间的先修关系。函数返回一个列表,表示制定的课程表顺序。如果无法制定课程表,则返回一个空列表。
例如,对于以下输入:
```python
num_courses = 4
prerequisites = [[1,0],[2,0],[3,1],[3,2]]
```
则输出为:
```
[0, 1, 2, 3]
```
表示一种制定课程表的顺序。