ABC223-D Restricted Permutation

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using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;

class Program
{
    static string InputPattern = "InputX";

    static List<string> GetInputList()
    {
        var WillReturn = new List<string>();

        if (InputPattern == "Input1") {
            WillReturn.Add("4 3");
            WillReturn.Add("2 1");
            WillReturn.Add("3 4");
            WillReturn.Add("2 4");
            //2 1 3 4
        }
        else if (InputPattern == "Input2") {
            WillReturn.Add("2 3");
            WillReturn.Add("1 2");
            WillReturn.Add("1 2");
            WillReturn.Add("2 1");
            //-1
        }
        else {
            string wkStr;
            while ((wkStr = Console.ReadLine()) != null) WillReturn.Add(wkStr);
        }
        return WillReturn;
    }

    // 頂点の数
    static int mN;
    static int UB;

    // 隣接リスト
    static Dictionary<int, List<int>> mToNodeListDict = new Dictionary<int, List<int>>();

    // 入次数を配列で管理
    static int[] mDegreeArr;

    // 訪問済ノード
    static HashSet<int> mVisitedSet = new HashSet<int>();

    // トポロジカルソートのList
    static List<int> mTopoList = new List<int>();

    static void Main()
    {
        List<string> InputList = GetInputList();

        int[] wkArr = { };
        Action<string> SplitAct = pStr =>
            wkArr = pStr.Split(' ').Select(pX => int.Parse(pX)).ToArray();

        SplitAct(InputList[0]);
        mN = wkArr[0];
        UB = mN;

        foreach (string EachStr in InputList.Skip(1)) {
            SplitAct(EachStr);
            int FromNode = wkArr[0];
            int ToNode = wkArr[1];

            if (mToNodeListDict.ContainsKey(FromNode) == false) {
                mToNodeListDict[FromNode] = new List<int>();
            }
            mToNodeListDict[FromNode].Add(ToNode);
        }

        // 入次数を配列で管理
        mDegreeArr = new int[UB + 1];
        foreach (var EachPair in mToNodeListDict) {
            foreach (int EachToNode in EachPair.Value) {
                mDegreeArr[EachToNode]++;
            }
        }

        // 幅優先探索でトポロジカルソートを行う
        ExecBFS();

        if (mTopoList.Count != mN) {
            Console.WriteLine(-1);
        }
        else {
            string[] AnswerStr = Array.ConvertAll(mTopoList.ToArray(), pX => pX.ToString());
            Console.WriteLine(string.Join(" ", AnswerStr));
        }
    }

    // 幅優先探索でトポロジカルソートを行う
    static void ExecBFS()
    {
        PQueue.PQueueJyoutaiDef WillEnqueue;
        var InsPQueue = new PQueue();
        for (int I = 1; I <= UB; I++) {
            if (mDegreeArr[I] > 0) continue;
            WillEnqueue.Node = I;
            InsPQueue.Enqueue(WillEnqueue);
        }

        while (InsPQueue.IsEmpty() == false) {
            PQueue.PQueueJyoutaiDef Dequeued = InsPQueue.Dequeue();

            int CurrNode = Dequeued.Node;
            mTopoList.Add(CurrNode);
            mVisitedSet.Add(CurrNode);

            if (mToNodeListDict.ContainsKey(CurrNode) == false) {
                continue;
            }
            foreach (int EachToNode in mToNodeListDict[CurrNode]) {
                // 入次数はデクリメント
                mDegreeArr[EachToNode]--;

                // 入次数が0でなかったら訪問しない
                if (mDegreeArr[EachToNode] > 0) continue;

                // 再訪防止
                if (mVisitedSet.Add(EachToNode) == false) continue;

                WillEnqueue.Node = EachToNode;
                InsPQueue.Enqueue(WillEnqueue);
            }
        }
    }
}

#region PQueue
// 優先度付きキュー
internal class PQueue
{
    internal struct PQueueJyoutaiDef
    {
        internal int Node;
    }

    private Dictionary<int, PQueueJyoutaiDef> mHeapDict = new Dictionary<int, PQueueJyoutaiDef>();

    internal bool IsEmpty()
    {
        return mHeapDict.Count == 0;
    }

    // エンキュー処理
    internal void Enqueue(PQueueJyoutaiDef pAddJyoutai)
    {
        int CurrNode = 1 + mHeapDict.Count;
        mHeapDict[CurrNode] = pAddJyoutai;

        while (1 < CurrNode && mHeapDict[CurrNode / 2].Node > mHeapDict[CurrNode].Node) {
            PQueueJyoutaiDef Swap = mHeapDict[CurrNode];
            mHeapDict[CurrNode] = mHeapDict[CurrNode / 2];
            mHeapDict[CurrNode / 2] = Swap;

            CurrNode /= 2;
        }
    }

    // デキュー処理
    internal PQueueJyoutaiDef Dequeue()
    {
        PQueueJyoutaiDef TopNode = mHeapDict[1];
        int LastNode = mHeapDict.Count;
        mHeapDict[1] = mHeapDict[LastNode];
        mHeapDict.Remove(LastNode);

        MinHeapify(1);
        return TopNode;
    }

    // 根ノードを指定し、根から葉へヒープ構築
    private void MinHeapify(int pRootNode)
    {
        if (mHeapDict.Count <= 1) {
            return;
        }

        int Left = pRootNode * 2;
        int Right = pRootNode * 2 + 1;

        // 左の子、自分、右の子で値が最小のノードを選ぶ
        long Smallest = mHeapDict[pRootNode].Node;
        int SmallestNode = pRootNode;

        if (mHeapDict.ContainsKey(Left) && mHeapDict[Left].Node < Smallest) {
            Smallest = mHeapDict[Left].Node;
            SmallestNode = Left;
        }
        if (mHeapDict.ContainsKey(Right) && mHeapDict[Right].Node < Smallest) {
            Smallest = mHeapDict[Right].Node;
            SmallestNode = Right;
        }

        // 子ノードのほうが大きい場合
        if (SmallestNode != pRootNode) {
            PQueueJyoutaiDef Swap = mHeapDict[SmallestNode];
            mHeapDict[SmallestNode] = mHeapDict[pRootNode];
            mHeapDict[pRootNode] = Swap;

            // 再帰的に呼び出し
            MinHeapify(SmallestNode);
        }
    }
}
#endregion

解説

プライオリティキューを使って、
小さいノード番号を優先したトポロジカルソートを行ってます。