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English Version

题目描述

给你一个整数 n ,表示有 n 节课,课程编号从 1 到 n 。同时给你一个二维整数数组 relations ,其中 relations[j] = [prevCoursej, nextCoursej] ,表示课程 prevCoursej 必须在课程 nextCoursej 之前 完成(先修课的关系)。同时给你一个下标从 0 开始的整数数组 time ,其中 time[i] 表示完成第 (i+1) 门课程需要花费的 月份 数。

请你根据以下规则算出完成所有课程所需要的 最少 月份数:

  • 如果一门课的所有先修课都已经完成,你可以在 任意 时间开始这门课程。
  • 你可以 同时 上 任意门课程 。

请你返回完成所有课程所需要的 最少 月份数。

注意:测试数据保证一定可以完成所有课程(也就是先修课的关系构成一个有向无环图)。

 

示例 1:

输入:n = 3, relations = [[1,3],[2,3]], time = [3,2,5]
输出:8
解释:上图展示了输入数据所表示的先修关系图,以及完成每门课程需要花费的时间。
你可以在月份 0 同时开始课程 1 和 2 。
课程 1 花费 3 个月,课程 2 花费 2 个月。
所以,最早开始课程 3 的时间是月份 3 ,完成所有课程所需时间为 3 + 5 = 8 个月。

示例 2:

输入:n = 5, relations = [[1,5],[2,5],[3,5],[3,4],[4,5]], time = [1,2,3,4,5]
输出:12
解释:上图展示了输入数据所表示的先修关系图,以及完成每门课程需要花费的时间。
你可以在月份 0 同时开始课程 1 ,2 和 3 。
在月份 1,2 和 3 分别完成这三门课程。
课程 4 需在课程 3 之后开始,也就是 3 个月后。课程 4 在 3 + 4 = 7 月完成。
课程 5 需在课程 1,2,3 和 4 之后开始,也就是在 max(1,2,3,7) = 7 月开始。
所以完成所有课程所需的最少时间为 7 + 5 = 12 个月。

 

提示:

  • 1 <= n <= 5 * 104
  • 0 <= relations.length <= min(n * (n - 1) / 2, 5 * 104)
  • relations[j].length == 2
  • 1 <= prevCoursej, nextCoursej <= n
  • prevCoursej != nextCoursej
  • 所有的先修课程对 [prevCoursej, nextCoursej] 都是 互不相同 的。
  • time.length == n
  • 1 <= time[i] <= 104
  • 先修课程图是一个有向无环图。

解法

方法一:拓扑排序 + 动态规划

定义 $dp[i]$ 表示完成第 $i$ 门课程需要花费的最少月份数。

Python3

class Solution:
    def minimumTime(self, n: int, relations: List[List[int]], time: List[int]) -> int:
        g = defaultdict(list)
        indeg = [0] * n
        for a, b in relations:
            g[a - 1].append(b - 1)
            indeg[b - 1] += 1
        q = deque()
        dp = [0] * n
        ans = 0
        for i, (v, t) in enumerate(zip(indeg, time)):
            if v == 0:
                q.append(i)
                dp[i] = t
                ans = max(ans, t)
        while q:
            i = q.popleft()
            for j in g[i]:
                dp[j] = max(dp[j], dp[i] + time[j])
                ans = max(ans, dp[j])
                indeg[j] -= 1
                if indeg[j] == 0:
                    q.append(j)
        return ans

Java

class Solution {
    public int minimumTime(int n, int[][] relations, int[] time) {
        List<Integer>[] g = new List[n];
        Arrays.setAll(g, k -> new ArrayList<>());
        int[] indeg = new int[n];
        for (int[] e : relations) {
            int a = e[0] - 1, b = e[1] - 1;
            g[a].add(b);
            ++indeg[b];
        }
        Deque<Integer> q = new ArrayDeque<>();
        int[] dp = new int[n];
        int ans = 0;
        for (int i = 0; i < n; ++i) {
            int v = indeg[i], t = time[i];
            if (v == 0) {
                q.offer(i);
                dp[i] = t;
                ans = Math.max(ans, t);
            }
        }
        while (!q.isEmpty()) {
            int i = q.pollFirst();
            for (int j : g[i]) {
                dp[j] = Math.max(dp[j], dp[i] + time[j]);
                ans = Math.max(ans, dp[j]);
                if (--indeg[j] == 0) {
                    q.offer(j);
                }
            }
        }
        return ans;
    }
}

C++

class Solution {
public:
    int minimumTime(int n, vector<vector<int>>& relations, vector<int>& time) {
        vector<vector<int>> g(n);
        vector<int> indeg(n);
        for (auto& e : relations) {
            int a = e[0] - 1, b = e[1] - 1;
            g[a].push_back(b);
            ++indeg[b];
        }
        queue<int> q;
        vector<int> dp(n);
        int ans = 0;
        for (int i = 0; i < n; ++i) {
            int v = indeg[i], t = time[i];
            if (v == 0) {
                q.push(i);
                dp[i] = t;
                ans = max(ans, t);
            }
        }
        while (!q.empty()) {
            int i = q.front();
            q.pop();
            for (int j : g[i]) {
                if (--indeg[j] == 0) q.push(j);
                dp[j] = max(dp[j], dp[i] + time[j]);
                ans = max(ans, dp[j]);
            }
        }
        return ans;
    }
};

Go

func minimumTime(n int, relations [][]int, time []int) int {
	g := make([][]int, n)
	indeg := make([]int, n)
	for _, e := range relations {
		a, b := e[0]-1, e[1]-1
		g[a] = append(g[a], b)
		indeg[b]++
	}
	dp := make([]int, n)
	q := []int{}
	ans := 0
	for i, v := range indeg {
		if v == 0 {
			q = append(q, i)
			dp[i] = time[i]
			ans = max(ans, time[i])
		}
	}
	for len(q) > 0 {
		i := q[0]
		q = q[1:]
		for _, j := range g[i] {
			indeg[j]--
			if indeg[j] == 0 {
				q = append(q, j)
			}
			dp[j] = max(dp[j], dp[i]+time[j])
			ans = max(ans, dp[j])
		}
	}
	return ans
}

func max(a, b int) int {
	if a > b {
		return a
	}
	return b
}

...