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M743.网络延迟时间

Dijkstra, https://leetcode.cn/problems/network-delay-time/

n 个网络节点,标记为 1n

给你一个列表 times,表示信号经过 有向 边的传递时间。 times[i] = (ui, vi, wi),其中 ui 是源节点,vi 是目标节点, wi 是一个信号从源节点传递到目标节点的时间。

现在,从某个节点 K 发出一个信号。需要多久才能使所有节点都收到信号?如果不能使所有节点收到信号,返回 -1

示例 1:

img
输入:times = [[2,1,1],[2,3,1],[3,4,1]], n = 4, k = 2
输出:2

示例 2:

输入:times = [[1,2,1]], n = 2, k = 1
输出:1

示例 3:

输入:times = [[1,2,1]], n = 2, k = 2
输出:-1

提示:

  • 1 <= k <= n <= 100
  • 1 <= times.length <= 6000
  • times[i].length == 3
  • 1 <= ui, vi <= n
  • ui != vi
  • 0 <= wi <= 100
  • 所有 (ui, vi) 对都 互不相同(即,不含重复边)

这是一个典型的 最短路径问题,我们要计算从起点 k 出发,到所有其他节点的最短传递时间。

我们可以使用 Dijkstra 算法 来解决这个问题。因为节点编号是 1n,我们需要建图并用 最小堆 来高效找到当前可达的最短路径节点。

✅ 代码实现(Dijkstra 算法)

python
import heapq
from typing import List
from collections import defaultdict

class Solution:
    def networkDelayTime(self, times: List[List[int]], n: int, k: int) -> int:
        # 建图:邻接表
        graph = defaultdict(list)
        for u, v, w in times:
            graph[u].append((v, w))

        # 最短路径字典,记录每个节点被首次到达的最短时间
        dist = dict()

        # 小根堆,存储的是 (到达时间, 节点)
        heap = [(0, k)]

        while heap:
            time, node = heapq.heappop(heap)
            if node in dist:
                continue  # 已访问,跳过

            dist[node] = time
            for nei, wt in graph[node]:
                if nei not in dist:
                    heapq.heappush(heap, (time + wt, nei))

        # 如果并非所有节点都被访问,说明有节点无法到达
        if len(dist) != n:
            return -1
        return max(dist.values())

🚀 解释

  • 使用 Dijkstra 算法找到从 k 出发到所有节点的最短时间。
  • dist 字典记录每个节点的最短到达时间。
  • 如果最后 dist 中的节点数量小于 n,说明有节点无法到达,返回 -1
  • 否则,返回所有节点中最晚收到信号的时间,也就是 dist 的最大值。

🕒 时间复杂度

  • 构图时间:O(E),E 为边数
  • Dijkstra 运行时间:O((E + N) * log N)
  • 最坏情况下:O(6000 * log 100)