LeetCode【每日一题】_133. 克隆图_java

问题描述

133.克隆图

给你 无向连通图 中一个节点的引用，请你返回该图的 深拷贝 （克隆）。

图中的每个节点都包含它的值val（int） 和其邻居的列表（list[Node]）。

class Node {
    public int val;
    public List neighbors;
}

测试用例格式：

简单起见，每个节点的值都和它的索引相同。例如，第一个节点值为 1（val = 1），第二个节点值为 2（val = 2），以此类推。该图在测试用例中使用邻接列表表示。

邻接列表 是用于表示有限图的无序列表的集合。每个列表都描述了图中节点的邻居集。

给定节点将始终是图中的第一个节点（值为 1）。你必须将 给定节点的拷贝 作为对克隆图的引用返回。

示例 1：

输入：adjList = [[2,4],[1,3],[2,4],[1,3]]
输出：[[2,4],[1,3],[2,4],[1,3]]
解释：
图中有 4 个节点。
节点 1 的值是 1，它有两个邻居：节点 2 和 4 。
节点 2 的值是 2，它有两个邻居：节点 1 和 3 。
节点 3 的值是 3，它有两个邻居：节点 2 和 4 。
节点 4 的值是 4，它有两个邻居：节点 1 和 3 。

示例 2：

输入：adjList = [[]]
输出：[[]]
解释：输入包含一个空列表。该图仅仅只有一个值为 1 的节点，它没有任何邻居。

示例 3：

输入：adjList = []
输出：[]
解释：这个图是空的，它不含任何节点。

示例 4：

输入：adjList = [[2],[1]]
输出：[[2],[1]]

提示：

1. 节点数不超过 100 。
2. 每个节点值 Node.val 都是唯一的，1 <= Node.val <= 100。
3. 无向图是一个简单图，这意味着图中没有重复的边，也没有自环。
4. 由于图是无向的，如果节点 p 是节点 q 的邻居，那么节点 q 也必须是节点 p 的邻居。
5. 图是连通图，你可以从给定节点访问到所有节点。

下面是题目定义的节点类：

/*
// Definition for a Node.
class Node {
    public int val;
    public List neighbors;
    
    public Node() {
        val = 0;
        neighbors = new ArrayList();
    }
    
    public Node(int _val) {
        val = _val;
        neighbors = new ArrayList();
    }
    
    public Node(int _val, ArrayList _neighbors) {
        val = _val;
        neighbors = _neighbors;
    }
}
*/

题解

这道题就是让复制给的图，只需要遍历一遍这个图即可，但这是一个无向连通图，遍历的时候要记录好已经访问过的节点，防止进入死循环，这里使用哈希表存储已经访问过的节点。

遍历图有两种方法，深度优先搜索和广度优先搜索。

深度优先搜索

class Solution {
	//定义哈希表存储已访问的节点，key为原节点，value为克隆节点
    Map<Node, Node> map = new HashMap<>();
    public Node cloneGraph(Node node) {
        if(node == null) return null;
        //节点已存在，返回克隆的节点
        if(map.containsKey(node)) return map.get(node);
        //定义新节点，克隆原节点的值
        Node newNode = new Node(node.val, new ArrayList<Node>());
        //存储已访问节点
        map.put(node, newNode);
        //添加克隆的邻居
        for(Node neighbor: node.neighbors){
            newNode.neighbors.add(cloneGraph(neighbor));
        }
        //返回克隆的节点
        return newNode;
    }
}

广度优先搜索

class Solution {
    public Node cloneGraph(Node node) {
        if(node == null) return null;
		//定义哈希表存储已访问的节点，key为原节点，value为克隆节点
        Map<Node, Node> map = new HashMap<>();
        Node newNode = new Node(node.val, new ArrayList<Node>());
        map.put(node, newNode);
        Queue<Node> nodes = new LinkedList<Node>();
        nodes.offer(node);
        while (!nodes.isEmpty()) {
			Node temp = nodes.poll();
			for (Node neighbor : temp.neighbors) {
				if (!map.containsKey(neighbor)) {
				//节点没有被访问过，存入哈希表
					map.put(neighbor, new Node(neighbor.val, new ArrayList<Node>()));
					nodes.offer(neighbor);
				}
				//给克隆的节点添加克隆的邻居
				map.get(temp).neighbors.add(map.get(neighbor));
			}
		}
        return newNode;
    }
}