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。

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