圖有效樹
“圖形有效樹”問題的詳細指南和 Python 實作。
1. 學習
「圖有效樹」問題是圖部分的關鍵挑戰。
此實作重點在於 Python 中的中階邏輯。
在我們提供的解決方案中，我們優先考慮技術準確性和程式碼可讀性。
2. Real-World Applications
3. Visual Intuition
可視化圖有效樹的邏輯流程。
4. Prerequisites
5. Step-by-Step Thinking
1. Understand the problem
仔細閱讀圖有效樹的問題陳述。
2. Formulate brute force
起草一個簡單的迭代解決方案。
3. Identify inefficiency
尋找冗餘計算。
4. Optimize search path
使用散列或排序來加速該過程。
5. Final Implementation
清理生產標準代碼。
問題陳述
您有一個由 n 個節點組成的圖，標記為 0 到 n - 1。您將獲得一個整數 n 和一個邊列表，其中 Edges[i] = [ai, bi] 表示圖中節點 ai 和 bi 之間存在一條無向邊。
如果給定圖的邊構成有效樹，則傳回 True，否則傳回 False。
寫一個函數 validTree(n: int, edges: List[List[int]]) -> bool。
- •1 <= n <= 2000
- •0 <= len(edges) <= 5000
- •edges[i].length == 2
- •0 <= ai, bi < n
範例
n = 5, edges = [[0,1],[0,2],[0,3],[1,4]]
True
The graph is fully connected and contains no cycles, so it is a valid tree.
n = 5, edges = [[0,1],[1,2],[2,3],[1,3],[1,4]]
False
The graph contains a cycle 1-2-3-1, so it is not a valid tree.
Need a Hint?
Edge Cases to Watch
- 空輸入結構
- 單元素輸入
- 大數值範圍
準備好解決了嗎？
Open the problem in PyRun's browser-based Python editor. Your code runs fully offline — no server required.
面試見解和變化
複雜度分析分解
為什麼時間: Directly evaluates all possibilities.
為什麼選擇太空: Uses standard local memory.
為什麼時間: Optimized paths reduce total operations.
為什麼選擇太空: May trade memory for speed.
最佳化解決方案Python程式碼
最佳化解決方案Python程式碼
def is_valid_tree_opt(n, edges):
if len(edges) != n - 1: return False
par = [i for i in range(n)]
def find(n):
while n != par[n]: n = par[n]
return n
def union(n1, n2):
p1, p2 = find(n1), find(n2)
if p1 == p2: return False
par[p1] = p2
return True
for n1, n2 in edges:
if not union(n1, n2): return False
return True暴力破解代碼（劇透保護）
暴力破解代碼（劇透保護）
def is_valid_tree_brute(n, edges):
if not n: return True
adj = {i: [] for i in range(n)}
for n1, n2 in edges:
adj[n1].append(n2)
adj[n2].append(n1)
visit = set()
def dfs(i, prev):
if i in visit: return False
visit.add(i)
for j in adj[i]:
if j == prev: continue
if not dfs(j, i): return False
return True
return dfs(0, -1) and len(visit) == nAlgorithm Pattern Checklist
When dealing with Graphs data patterns.
- Are constraints clear?
- Is there a linear or logarithmic optimization possible?
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