802. 找到最终的安全状态-有向图、有无环-中等

问题描述

在有向图中, 我们从某个节点和每个转向处开始, 沿着图的有向边走。 如果我们到达的节点是终点 (即它没有连出的有向边), 我们停止。

现在, 如果我们最后能走到终点，那么我们的起始节点是最终安全的。 更具体地说, 存在一个自然数 K,  无论选择从哪里开始行走, 我们走了不到 K 步后必能停止在一个终点。

哪些节点最终是安全的？ 结果返回一个有序的数组。

该有向图有 N 个节点，标签为 0, 1, ..., N-1, 其中 N 是 graph 的节点数.  图以以下的形式给出: graph[i] 是节点 j 的一个列表，满足 (i, j) 是图的一条有向边。

示例：
输入：graph = [[1,2],[2,3],[5],[0],[5],[],[]]
输出：[2,4,5,6]

这里是上图的示意图。

提示：

graph 节点数不超过 10000.
图的边数不会超过 32000.
每个 graph[i] 被排序为不同的整数列表， 在区间 [0, graph.length - 1] 中选取。

来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/find-eventual-safe-states

解答

class Solution {
    public List<Integer> eventualSafeNodes(int[][] G) {
        int N = G.length;
        boolean[] safe = new boolean[N];

        List<Set<Integer>> graph = new ArrayList();
        List<Set<Integer>> rgraph = new ArrayList(); //反向的图
        for (int i = 0; i < N; ++i) {
            graph.add(new HashSet());
            rgraph.add(new HashSet());
        }

        Queue<Integer> queue = new LinkedList();

        for (int i = 0; i < N; ++i) {
            if (G[i].length == 0)
                queue.offer(i);
            for (int j: G[i]) {
                graph.get(i).add(j);
                rgraph.get(j).add(i);
            }
        }

        while (!queue.isEmpty()) {
            int j = queue.poll();
            safe[j] = true;
            for (int i: rgraph.get(j)) {
                graph.get(i).remove(j);
                if (graph.get(i).isEmpty())
                    queue.offer(i);
            }
        }

        List<Integer> ans = new ArrayList();
        for (int i = 0; i < N; ++i) if (safe[i])
            ans.add(i);

        return ans;
    }
}
/*超时代码。因为删除安全节点很麻烦。所以要将入边和出边对换，这样可以很容易的知道谁直接指向安全节点。
class Solution {
    public List<Integer> eventualSafeNodes(int[][] graph) {
        int len = graph.length, i;
        List<Integer> res = new ArrayList<Integer>();
        List<Set<Integer>> graph2 = new ArrayList<Set<Integer>>();
        for(i=0;i<len;i++)graph2.add(new HashSet<Integer>());
        Queue<Integer> queue = new LinkedList();
        for(i=0;i<len;i++){
            if(graph[i].length == 0)queue.offer(i);
            for(int j:graph[i])graph2.get(i).add(j);
        }

        while(!queue.isEmpty()){
            int j = queue.poll();
            res.add(j);
            for(i=0;i<len;i++){
                graph2.get(i).remove(j);
                if(graph2.get(i).size() == 0 && !res.contains(i) && !queue.contains(i))queue.offer(i);
            }
        }
        Collections.sort();
        return res;
    }
}
*/