拓扑排序获取所有可能序列JAVA实现

Posted 2021-01-10 liunianfeiyu

　　在看算法基础这本书，看到有向无环图，其中介绍到了拓扑排序，讲到了获取拓扑序列的方法，结合自己的理解，用JAVA代码实现了获取所有可能序列，水平有限，效率什么的就没有考虑，下面贴上代码：

package graphics.dag.topologicalsort;

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;

/**
 * 有向无环图所有的走法
 * @author zhangxinren
 *
 */
public class TopologicalSort {
    // 所有的走法
    private static List<List<Integer>> result = new ArrayList<>();
    // 顶点和边的邻接表
    private static int[][] edges = {//14个顶点，索引0不用,邻接表
                                        {},
                                        {3},
                                        {4},
                                        {4,5},
                                        {6},
                                        {6},
                                        {7,11},
                                        {8},
                                        {13},
                                        {10},
                                        {11},
                                        {12},
                                        {13},
                                        {14},
                                        {}
                                   };
    // 每条边的入度
    private static int[] inDegree;//邻接表元素个变化，inDegree初始长度也变化
    // 当前可以走的边（入度为0的边）
    private static List<Integer> next = new ArrayList<>();;
    
　　// 思路：利用递归，每次递归用掉一个入度为0的顶点，将用掉的顶点加入临时结果中，当没有入度为0的顶点时，将临时结果加入结果集中，
　　// 每用掉一个入度为0的顶点，更新顶点的入度数组和入度为0的顶点的数组
    public static void topologicalSort(List<Integer> oneResult, int[] inDegree, List<Integer> next){
        if(next.size() > 0){
            for(int i = 0; i < next.size(); i++){
                List<Integer> tempNext = new ArrayList<>(next);
                List<Integer> tempOneResult = new ArrayList<>(oneResult);
                tempNext.remove(next.get(i));
                tempOneResult.add(next.get(i));
                
                int[] tempInDegree = Arrays.copyOf(inDegree, inDegree.length);
                int[] tempEdges = edges[next.get(i)];
                for(int j = 0; j < tempEdges.length; j++){
                    tempInDegree[tempEdges[j]]--;
                    if(tempInDegree[tempEdges[j]] == 0){
                        tempNext.add(tempEdges[j]);
                    }
                }
                
                topologicalSort(tempOneResult, tempInDegree, tempNext);
            }
        }
        else
        {
            result.add(oneResult);
        }
    }
    
    public static void main(String[] args) {
        // 索引0不用
        inDegree = new int[15];
        
        for(int i = 0; i < inDegree.length; i++){
            inDegree[i] = 0;
        }
        
        for(int i = 1; i < edges.length; i++){
            for(int j = 0; j < edges[i].length; j++){
                inDegree[edges[i][j]]++;
            }
        }
        
        
        for(int i = 1; i < inDegree.length; i++){
            if(inDegree[i] == 0){
                next.add(i);
            }
        }
        
        topologicalSort(new ArrayList<>(), inDegree, next);
        
        for(int i = 0; i < result.size(); i++){
            for(int j = 0; j < result.get(i).size(); j++){
                System.out.print(result.get(i).get(j) + " ");
            }
            System.out.println();
        }
    }
}

　　经过测试，没有发现问题，供大家参考，代码写得不好的地方还请包涵，如有不理解的地方请结合拓扑排序的相关知识加以理解。