Java拓扑排序：2115 从给定原材料中找到所有可以做出的菜

你有 n 道不同菜的信息。给你一个字符串数组 recipes 和一个二维字符串数组 ingredients 。第 i 道菜的名字为 recipes[i] ，如果你有它 所有 的原材料 ingredients[i] ，那么你可以 做出 这道菜。一份食谱也可以是 其它 食谱的原料，也就是说 ingredients[i] 可能包含 recipes 中另一个字符串。

同时给你一个字符串数组 supplies ，它包含你初始时拥有的所有原材料，每一种原材料你都有无限多。

请你返回你可以做出的所有菜。你可以以 任意顺序 返回它们。

注意两道菜在它们的原材料中可能互相包含。

示例 1：

输入：recipes = ["bread"], ingredients = [["yeast","flour"]], supplies = ["yeast","flour","corn"]
输出：["bread"]
解释：
我们可以做出 "bread" ，因为我们有原材料 "yeast" 和 "flour" 。

示例 2：

输入：recipes = ["bread","sandwich"], ingredients = [["yeast","flour"],["bread","meat"]], supplies = ["yeast","flour","meat"]
输出：["bread","sandwich"]
解释：
我们可以做出 "bread" ，因为我们有原材料 "yeast" 和 "flour" 。
我们可以做出 "sandwich" ，因为我们有原材料 "meat" 且可以做出原材料 "bread" 。

示例 3：

输入：recipes = ["bread","sandwich","burger"], ingredients = [["yeast","flour"],["bread","meat"],["sandwich","meat","bread"]], supplies = ["yeast","flour","meat"]
输出：["bread","sandwich","burger"]
解释：
我们可以做出 "bread" ，因为我们有原材料 "yeast" 和 "flour" 。
我们可以做出 "sandwich" ，因为我们有原材料 "meat" 且可以做出原材料 "bread" 。
我们可以做出 "burger" ，因为我们有原材料 "meat" 且可以做出原材料 "bread" 和 "sandwich" 。

示例 4：

输入：recipes = ["bread"], ingredients = [["yeast","flour"]], supplies = ["yeast"]
输出：[]
解释：
我们没法做出任何菜，因为我们只有原材料 "yeast" 。

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思路：

将食谱和原料视为图中的节点，原料到食谱的依赖关系视为边，通过广度优先搜索（BFS）遍历图，找出所有可以制作的食谱。

1. Map<String, List<String>> graph

• 作用：构建图的邻接表，表示 “原料 → 依赖该原料的食谱” 的映射关系。
• 数据流向：
  • 键（Key）：原料名称（如 "flour"）。
  • 值（Value）：依赖该原料的食谱列表（如 ["bread", "cake"]）。
• 构建逻辑：遍历所有食谱的原料，将每个原料对应的食谱添加到列表中。

2. Map<String, Integer> degree

• 作用：记录每个食谱的入度（即所需原料的数量），用于拓扑排序。
• 数据流向：
  • 键（Key）：食谱名称（如 "bread"）。
  • 值（Value）：该食谱所需的原料数量（如 2 表示需要 2 种原料）。
• 构建逻辑：遍历所有食谱，统计每种食谱的原料数量。

3. List<String> res

• 作用：存储最终可以制作的食谱（即所有入度减为 0 的食谱）。
• 数据流向：在 BFS 过程中，每当一个食谱的所有原料都满足时（入度为 0），将其加入该列表。

4. List<List<String>> ingredients

• 作用：输入参数，存储每个食谱对应的原料列表。
• 数据流向：
  • 外层 List：每个元素对应一个食谱的索引。
  • 内层 List：每个元素是该食谱所需的原料名称（如 ["flour", "water"]）。
• 使用方式：在构建图和入度表时遍历该列表。

5. List<String> graph.get(ingredient)

• 作用：辅助列表，是 graph 中每个原料对应的食谱列表。
• 数据流向：在 BFS 处理每个原料时，遍历该列表，将对应食谱的入度减 1。

总结

数据结构	名称	作用
Map	graph	记录 “原料 → 依赖该原料的食谱” 的映射，用于构建图。
Map	degree	记录每个食谱的入度（所需原料数量），用于拓扑排序。
List	res	存储最终可制作的食谱。
List	ingredients	输入参数，存储每个食谱的原料列表。
List	graph.values()	辅助列表，存储每个原料对应的食谱列表（用于 BFS 遍历）。

public class Solution {// 主方法：寻找所有可以制作的食谱public List<String> findAllRecipes(String[] recipes, List<List<String>> ingredients, String[] supplies) {// 构建图结构：记录每个原料可以用来制作哪些食谱Map<String, List<String>> graph = new HashMap<>();// 记录每个食谱所需的原料数量（入度）Map<String, Integer> degree = new HashMap<>();// 遍历所有食谱，构建图和入度表for (int i = 0; i < recipes.length; i++) {String recipe = recipes[i];List<String> ingredientList = ingredients.get(i);// 对于每个食谱的每种原料for (String ingredient : ingredientList) {// 如果该原料还没有在图中，为其创建一个列表graph.putIfAbsent(ingredient, new ArrayList<>());// 将当前食谱添加到该原料可以制作的食谱列表中graph.get(ingredient).add(recipe);}// 记录该食谱所需的原料数量（即入度）degree.put(recipe, ingredientList.size());}// 存储最终可以制作的食谱List<String> res = new ArrayList<>();// 使用队列进行广度优先搜索，初始时将所有可用的补给加入队列Queue<String> queue = new LinkedList<>(Arrays.asList(supplies));// BFS遍历：处理所有可用的补给和可制作的食谱while (!queue.isEmpty()) {String supply = queue.poll();// 如果当前补给可以用来制作某些食谱if (graph.containsKey(supply)) {// 遍历该补给可以制作的所有食谱for (String recipe : graph.get(supply)) {// 减少该食谱所需的原料数量（入度减1）degree.put(recipe, degree.get(recipe) - 1);// 如果该食谱所需的所有原料都已满足（入度为0）if (degree.get(recipe) == 0) {// 将该食谱加入队列，以便后续检查它是否可以作为其他食谱的原料queue.offer(recipe);// 将该食谱加入结果列表res.add(recipe);}}}}return res;}
}

另一种更简单直观的方法：

class Solution {public List<String> findAllRecipes(String[] recipes, List<List<String>> ingredients, String[] supplies) {// 存储最终可以制作出来的食谱列表List<String> res = new ArrayList<>();// 使用队列来处理当前可用的原料（包括初始补给和新制作出的食谱）Queue<String> q = new LinkedList<>();// 将所有初始补给加入队列for (int i = 0; i < supplies.length; i++) {q.offer(supplies[i]);}// 当队列不为空时，持续处理可用的原料while (!q.isEmpty()) {// 取出当前可用的原料String supplie = q.poll();// 遍历所有食谱的原料列表for (int i = 0; i < ingredients.size(); i++) {// 获取当前食谱的原料列表List<String> list = ingredients.get(i);// 如果原料列表为空，跳过当前循环（实际题目中应该不会出现这种情况）if (list.size() == 0) {continue;}// 从原料列表中移除当前可用的原料// 注意：这里直接修改了原始输入的ingredients列表list.remove(supplie);// 如果移除后原料列表为空，说明该食谱所需的所有原料都已满足if (list.size() == 0) {// 将该食谱添加到结果列表中res.add(recipes[i]);// 同时将该食谱作为新的"原料"加入队列，以便后续检查依赖它的食谱q.offer(recipes[i]);}}}// 返回最终可以制作的食谱列表return res;}
}