难度:★★★☆☆
类型:图
方法:深度优先搜索
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题目
给一个有 n 个结点的有向无环图,找到所有从 0 到 n-1 的路径并输出(不要求按顺序)
二维数组的第 i 个数组中的单元都表示有向图中 i 号结点所能到达的下一些结点(译者注:有向图是有方向的,即规定了 a→b 你就不能从 b→a )空就是没有下一个结点了。
示例1:
输入:graph = [[1,2],[3],[3],[]]
输出:[[0,1,3],[0,2,3]]
解释:有两条路径 0 -> 1 -> 3 和 0 -> 2 -> 3
示例2:
输入:graph = [[4,3,1],[3,2,4],[3],[4],[]]
输出:[[0,4],[0,3,4],[0,1,3,4],[0,1,2,3,4],[0,1,4]]
示例 3:
输入:graph = [[1],[]]
输出:[[0,1]]
示例 4:
输入:graph = [[1,2,3],[2],[3],[]]
输出:[[0,1,2,3],[0,2,3],[0,3]]
示例 5:
输入:graph = [[1,3],[2],[3],[]]
输出:[[0,1,2,3],[0,3]]
提示:
结点的数量会在范围 [2, 15] 内。
你可以把路径以任意顺序输出,但在路径内的结点的顺序必须保证。
解答
这个题是图遍历的经典题,可以使用深度优先搜索方法实现。
定义深度优先搜索函数get_paths_from(),函数的输入是起始节点的编号node,函数输出是以node节点为起点,到达终止节点dst_node的所有可能的路径,以嵌套列表的形式返回。函数完成的功能即为路径搜寻。
一般使用深度优先搜索函数会在入口处添加终止条件作为递归终点,这道题的终止条件即为到达终点。也就是说,当起点结点node即为终点结点dst_node时,说明成功到达终点,返回这条唯一的路径[[dst_node]],注意这里要嵌套两层列表,因为内部的列表表示一条路径。
当输入节点node不满足递归终点时(也是大多数情况),我们就要搜寻node节点的下一跳结点,可能有多个,然后遍历这些下一跳结点next_node,以next_node为起点进行递归调用,获得以next_node为起点,到达dst_node的所有路线,然后将这些路线加到当前结点node上。
这里不用担心如果不存在node到dst_node的路线时的情况。因为如果不存在这些情况,路线列表是空的,不会进行遍历。
其他变量说明:
src_node,dst_node:起点和终点结点编号。
nums:图中结点总数。
class Solution(object):
def allPathsSourceTarget(self, graph):
nums = len(graph)
src_node, dst_node = 0, nums - 1
def get_paths_from(node):
if node == dst_node:
return [[dst_node]]
ans = []
for next_node in graph[node]:
for path in get_paths_from(next_node):
ans.append([node] + path)
return ans
return get_paths_from(src_node)
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