0

0

LeetCode 133 题解:用 DFS 正确实现图的深拷贝(含循环处理)

花韻仙語

花韻仙語

发布时间:2025-12-29 18:50:13

|

590人浏览过

|

来源于php中文网

原创

LeetCode 133 题解:用 DFS 正确实现图的深拷贝(含循环处理)

本文详解 leetcode 133. clone graph 的 dfs 深拷贝实现要点,重点解决因忽略图中环导致的重复节点创建问题,并提供简洁、健壮、可复用的递归解决方案。

在实现无向图的深拷贝时,一个常见误区是仅用 set 记录已访问节点值(如 visited = set()),却未保存对应克隆节点的引用。这会导致同一原始节点被多次克隆——尤其当图中存在环(cycle)或多个入边时,违反“深拷贝”要求(即结构一致 + 引用独立 + 节点唯一),最终使输出图结构错误,无法通过 LeetCode 测试用例。

核心问题在于:DFS 遍历中,若邻居节点 neighbor 已被访问过,你不应新建 Node(neighbor.val),而应复用此前已创建的克隆节点。为此,visited 必须从 set 升级为哈希映射(dict),以支持“值 → 克隆节点”的快速查找与复用。

以下是推荐的正确实现(带详细注释):

MusicAI
MusicAI

AI音乐生成工具

下载
"""
# Definition for a Node.
class Node:
    def __init__(self, val=0, neighbors=None):
        self.val = val
        self.neighbors = neighbors if neighbors is not None else []
"""

from typing import Optional, Dict

class Solution:
    def cloneGraph(self, node: Optional['Node']) -> Optional['Node']:
        # visited: {original_node.val -> cloned_node}
        visited: Dict[int, 'Node'] = {}

        def dfs(n: Optional['Node']) -> Optional['Node']:
            if not n:
                return None

            # 若该节点已被克隆,直接返回缓存的克隆体(关键!处理环/多入边)
            if n.val in visited:
                return visited[n.val]

            # 否则创建新节点,并立即加入 visited(避免后续递归重复创建)
            clone = Node(n.val)
            visited[n.val] = clone

            # 递归克隆所有邻居,并挂载到当前克隆节点上
            for neighbor in n.neighbors:
                clone.neighbors.append(dfs(neighbor))

            return clone

        return dfs(node)

关键设计亮点:

  • 状态复用而非标记跳过:visited 存储的是 映射,而非布尔标记;每次进入 dfs 先查表,命中即复用,确保每个原始节点至多生成一个克隆体。
  • 无特殊边界处理:空节点、单节点、孤立节点等均由 dfs 统一处理,逻辑更简洁、鲁棒性更强。
  • 返回式递归:dfs 返回克隆节点,消除副作用参数(如原代码中的 copy 参数),符合函数式风格,降低出错概率。

⚠️ 注意事项:

  • 不可使用 id(node) 或 node 对象本身作为字典 key(因图中节点可能重复 val 但不同实例,且 LeetCode 测试环境对象身份不稳定);必须用 node.val 作为键(题设保证节点值唯一)。
  • neighbors 列表必须逐个 dfs 递归填充,不可浅拷贝(如 copy.neighbors = n.neighbors[:]),否则仍共享原始引用。
  • 本解法时间复杂度为 O(N + E),空间复杂度为 O(N)(递归 + visited 字典),符合最优要求。

该方案已通过 LeetCode 所有测试用例(包括含环图、大图、单节点图等),是解决图深拷贝问题的标准范式。

热门AI工具

更多
DeepSeek
DeepSeek

幻方量化公司旗下的开源大模型平台

豆包大模型
豆包大模型

字节跳动自主研发的一系列大型语言模型

通义千问
通义千问

阿里巴巴推出的全能AI助手

腾讯元宝
腾讯元宝

腾讯混元平台推出的AI助手

文心一言
文心一言

文心一言是百度开发的AI聊天机器人,通过对话可以生成各种形式的内容。

讯飞写作
讯飞写作

基于讯飞星火大模型的AI写作工具,可以快速生成新闻稿件、品宣文案、工作总结、心得体会等各种文文稿

即梦AI
即梦AI

一站式AI创作平台,免费AI图片和视频生成。

ChatGPT
ChatGPT

最最强大的AI聊天机器人程序,ChatGPT不单是聊天机器人,还能进行撰写邮件、视频脚本、文案、翻译、代码等任务。

相关专题

更多
堆和栈的区别
堆和栈的区别

堆和栈的区别:1、内存分配方式不同;2、大小不同;3、数据访问方式不同;4、数据的生命周期。本专题为大家提供堆和栈的区别的相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

435

2023.07.18

堆和栈区别
堆和栈区别

堆(Heap)和栈(Stack)是计算机中两种常见的内存分配机制。它们在内存管理的方式、分配方式以及使用场景上有很大的区别。本文将详细介绍堆和栈的特点、区别以及各自的使用场景。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章欢迎大家前来学习阅读。

601

2023.08.10

堆和栈的区别
堆和栈的区别

堆和栈的区别:1、内存分配方式不同;2、大小不同;3、数据访问方式不同;4、数据的生命周期。本专题为大家提供堆和栈的区别的相关的文章、下载、课程内容,供大家免费下载体验。

435

2023.07.18

堆和栈区别
堆和栈区别

堆(Heap)和栈(Stack)是计算机中两种常见的内存分配机制。它们在内存管理的方式、分配方式以及使用场景上有很大的区别。本文将详细介绍堆和栈的特点、区别以及各自的使用场景。php中文网给大家带来了相关的教程以及文章欢迎大家前来学习阅读。

601

2023.08.10

JavaScript浏览器渲染机制与前端性能优化实践
JavaScript浏览器渲染机制与前端性能优化实践

本专题围绕 JavaScript 在浏览器中的执行与渲染机制展开,系统讲解 DOM 构建、CSSOM 解析、重排与重绘原理,以及关键渲染路径优化方法。内容涵盖事件循环机制、异步任务调度、资源加载优化、代码拆分与懒加载等性能优化策略。通过真实前端项目案例,帮助开发者理解浏览器底层工作原理,并掌握提升网页加载速度与交互体验的实用技巧。

28

2026.03.06

Rust内存安全机制与所有权模型深度实践
Rust内存安全机制与所有权模型深度实践

本专题围绕 Rust 语言核心特性展开,深入讲解所有权机制、借用规则、生命周期管理以及智能指针等关键概念。通过系统级开发案例,分析内存安全保障原理与零成本抽象优势,并结合并发场景讲解 Send 与 Sync 特性实现机制。帮助开发者真正理解 Rust 的设计哲学,掌握在高性能与安全性并重场景中的工程实践能力。

68

2026.03.05

PHP高性能API设计与Laravel服务架构实践
PHP高性能API设计与Laravel服务架构实践

本专题围绕 PHP 在现代 Web 后端开发中的高性能实践展开,重点讲解基于 Laravel 框架构建可扩展 API 服务的核心方法。内容涵盖路由与中间件机制、服务容器与依赖注入、接口版本管理、缓存策略设计以及队列异步处理方案。同时结合高并发场景,深入分析性能瓶颈定位与优化思路,帮助开发者构建稳定、高效、易维护的 PHP 后端服务体系。

164

2026.03.04

AI安装教程大全
AI安装教程大全

2026最全AI工具安装教程专题:包含各版本AI绘图、AI视频、智能办公软件的本地化部署手册。全篇零基础友好,附带最新模型下载地址、一键安装脚本及常见报错修复方案。每日更新,收藏这一篇就够了,让AI安装不再报错!

84

2026.03.04

Swift iOS架构设计与MVVM模式实战
Swift iOS架构设计与MVVM模式实战

本专题聚焦 Swift 在 iOS 应用架构设计中的实践,系统讲解 MVVM 模式的核心思想、数据绑定机制、模块拆分策略以及组件化开发方法。内容涵盖网络层封装、状态管理、依赖注入与性能优化技巧。通过完整项目案例,帮助开发者构建结构清晰、可维护性强的 iOS 应用架构体系。

114

2026.03.03

热门下载

更多
网站特效
/
网站源码
/
网站素材
/
前端模板

精品课程

更多
相关推荐
/
热门推荐
/
最新课程
HTML5/CSS3/JavaScript/ES6入门课程
HTML5/CSS3/JavaScript/ES6入门课程

共102课时 | 7.3万人学习

前端基础到实战(HTML5+CSS3+ES6+NPM)
前端基础到实战(HTML5+CSS3+ES6+NPM)

共162课时 | 21.3万人学习

第二十二期_前端开发
第二十二期_前端开发

共119课时 | 13.2万人学习

关于我们 免责申明 举报中心 意见反馈 讲师合作 广告合作 最新更新
php中文网:公益在线php培训,帮助PHP学习者快速成长!
关注服务号 技术交流群
PHP中文网订阅号
每天精选资源文章推送

Copyright 2014-2026 https://www.php.cn/ All Rights Reserved | php.cn | 湘ICP备2023035733号