给定一个由 n 个节点组成的网络,用 n x n 个邻接矩阵 graph 表示。在节点网络中,只有当 graph[i][j] = 1 时,节点 i 能够直接连接到另一个节点 j。
一些节点 initial 最初被恶意软件感染。只要两个节点直接连接,且其中至少一个节点受到恶意软件的感染,那么两个节点都将被恶意软件感染。这种恶意软件的传播将继续,直到没有更多的节点可以被这种方式感染。
假设 M(initial) 是在恶意软件停止传播之后,整个网络中感染恶意软件的最终节点数。
我们可以从 initial 中删除一个节点,并完全移除该节点以及从该节点到任何其他节点的任何连接。
请返回移除后能够使 M(initial) 最小化的节点。如果有多个节点满足条件,返回索引 最小的节点 。
示例 1:
输入:graph = [[1,1,0],[1,1,0],[0,0,1]], initial = [0,1]
输出:0
示例 2:
输入:graph = [[1,1,0],[1,1,1],[0,1,1]], initial = [0,1]
输出:1
示例 3:
输入:graph = [[1,1,0,0],[1,1,1,0],[0,1,1,1],[0,0,1,1]], initial = [0,1]
输出:1
提示:
n == graph.length
n == graph[i].length
2 <= n <= 300
graph[i][j] 是 0 或 1.
graph[i][j] == graph[j][i]
graph[i][i] == 1
1 <= initial.length < n
0 <= initial[i] <= n - 1
initial 中每个整数都不同
LeetCode-924. 尽量减少恶意软件的传播【深度优先搜索 广度优先搜索 并查集 图 哈希表】是将节点由恶意软件感染的变好。而此题是直接删除!
暴力做法是,枚举删除 x=initial[i],然后从其它没有被删除的 initial[j] 开始,跑 DFS(或者 BFS 等),计算有多少个点能被感染到。对于每个 x,需要 O(n2) 的时间遍历 graph,总的时间复杂度为 O(mn2),其中 m 为 initial 的长度。
能否像 924 题那样做到 O(n2)时间?
逆向思维,从不在 initial 中的点 v 出发 DFS,在不经过 initial 中的节点的前提下,看看 v 是只能被一个点感染到,还是能被多个点感染到。如果 v 只能被点 x=initial[i]感染到,那么在本次 DFS 过程中访问到的其它节点,也只能被点 x 感染到。
举例说明。
上图中,initial=[1,5]。我们从 0 出发 DFS,在不经过 1,5 的前提下,可以访问到节点 0,3,4,并且发现了恰好一个在 initial 中的节点 1。这意味着删除节点 1,就会让 0,3,4免受感染。而从 2 出发 DFS,可以发现两个在 initial 中的节点,所以无论删除节点 1 还是删除节点 5,节点 2 一定会被感染。
具体算法如下:
代码实现时,可以用一个哈希表或者布尔数组,记录哪些点在 initial 中,从而在 DFS 中快速判断当前节点的邻居是否在 initial 中。
class Solution:
def minMalwareSpread(self, graph: List[List[int]], initial: List[int]) -> int:
st = set(initial)
vis = [False] * len(graph)
def dfs(x: int) -> None:
vis[x] = True
nonlocal node_id, size
size += 1
for y, conn in enumerate(graph[x]):
if conn == 0:
continue
if y in st:
# 按照 924 题的状态机更新 node_id
# 注意避免重复统计,例如上图中的 0 有两条不同路径可以遇到 1
if node_id != -2 and node_id != y:
node_id = y if node_id == -1 else -2
elif not vis[y]:
dfs(y)
cnt = Counter()
for i, seen in enumerate(vis):
if seen or i in st:
continue
node_id = -1
size = 0
dfs(i)
if node_id >= 0: # 只找到一个在 initial 中的节点
# 删除节点 node_id 可以让 size 个点不被感染
cnt[node_id] += size
# size 取反计算最大值,相同最大值取 node_id 最小值
return min((-size, node_id) for node_id, size in cnt.items())[1] if cnt else min(initial)
时间复杂度:O(n2)
空间复杂度:O(n)
时间复杂度:O(n)
空间复杂度:O(n)
时间复杂度:O(n)
空间复杂度:O(n)
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