【C++BFS】1466. 重新规划路线

本文涉及知识点

C++BFS算法

LeetCode1466. 重新规划路线

n 座城市，从 0 到 n-1 编号，其间共有 n-1 条路线。因此，要想在两座不同城市之间旅行只有唯一一条路线可供选择（路线网形成一颗树）。去年，交通运输部决定重新规划路线，以改变交通拥堵的状况。
路线用 connections 表示，其中 connections[i] = [a, b] 表示从城市 a 到 b 的一条有向路线。
今年，城市 0 将会举办一场大型比赛，很多游客都想前往城市 0 。
请你帮助重新规划路线方向，使每个城市都可以访问城市 0 。返回需要变更方向的最小路线数。
题目数据 保证 每个城市在重新规划路线方向后都能到达城市 0 。

示例 1：

输入：n = 6, connections = [[0,1],[1,3],[2,3],[4,0],[4,5]]
输出：3
解释：更改以红色显示的路线的方向，使每个城市都可以到达城市 0 。
示例 2：

输入：n = 5, connections = [[1,0],[1,2],[3,2],[3,4]]
输出：2
解释：更改以红色显示的路线的方向，使每个城市都可以到达城市 0 。
示例 3：

输入：n = 3, connections = [[1,0],[2,0]]
输出：0

提示：

2 <= n <= 5 * 10⁴
connections.length == n-1
connections[i].length == 2
0 <= connections[i][0], connections[i][1] <= n-1
connections[i][0] != connections[i][1]

C++BFS

所有边看成无向边，以0为起点求各节点的层次。枚举各边是否是层次大的指向层次小的。由于没有环，所以任意城市到达0，都是只有一条路径，即层次唯一。
BFS的状态表示：leves[0] = {0}，leves[i]记录所有层次为i的城市。
BFS的后续状态：通过next枚举cur的临接点。
BFS的初始状态：leves[0] = {0}
BFS的返回值：无。
BFS的重复处理：leve[i]记录各城市层次，-1表示未处理。

代码

核心代码

class Solution {public:int minReorder(int n, vector<vector<int>>& connections) {vector<vector<int>> neiBo(n);for (const auto& v:connections) {neiBo[v[0]].emplace_back(v[1]);neiBo[v[1]].emplace_back(v[0]);}vector<int> leve(n, -1);queue<int> que;que.emplace(0);leve[0] = 0;while (que.size()) {const auto cur = que.front();que.pop();for (const auto& next : neiBo[cur]) {if (-1 != leve[next]) { continue; }leve[next] = leve[cur] + 1;que.emplace(next);}}int iRet = 0;for (const auto& v : connections) {iRet += (leve[v[0]] < leve[v[1]]);}return iRet;}};

单元测试

int n;vector<vector<int>> connections;TEST_METHOD(TestMethod1){n = 3, connections = { {0,2},{2,1} };auto res = Solution().minReorder(n, connections);AssertEx(2, res);}TEST_METHOD(TestMethod11){n = 6, connections = { {0,1},{1,3},{2,3},{4,0},{4,5} };auto res = Solution().minReorder(n, connections);AssertEx(3, res);}TEST_METHOD(TestMethod12){n = 5, connections = { {1,0},{1,2},{3,2},{3,4} };auto res = Solution().minReorder(n, connections);AssertEx(2, res);}TEST_METHOD(TestMethod13){n = 3, connections = { {1,0},{2,0} };auto res = Solution().minReorder(n, connections);AssertEx(0, res);}

扩展阅读

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测试环境

操作系统：win7 开发环境： VS2019 C++17
或者 操作系统：win10 开发环境： VS2022 C++17
如无特殊说明，本算法用**C++**实现。