欧拉回路 欧拉通路 欧拉回路图
来源:互联网 发布:淘宝手机活动 编辑:程序博客网 时间:2024/04/24 08:27
来源
一、定义
对于无向图:
1) 设G是连通无向图,则称经过G的每条边一次并且仅一次的路径为欧拉通路;
2) 如果欧拉通路是回路(起点和终点是同一个顶点),则称此回路为欧拉回路(Euler circuit);
3) 具有欧拉回路的无向图G称为欧拉图(Euler graph)。
对于有向图:
1) 设D是有向图,D的基图连通,则称经过D的每条边一次并且仅一次的有向路径为有向欧拉通路;
2) 如果有向欧拉通路是有向回路,则称此有向回路为有向欧拉回路(directed Euler circuit);
3) 具有有向欧拉回路的有向图D称为有向欧拉图(directed Euler graph)。
二、定理
无向图:
无向图G存在欧拉通路的充要条件是:G为连通图,并且G**仅有两个奇度结点(度数为奇数的顶点)或者无奇度结点**。
推论:
1) 当G是仅有两个奇度结点的连通图时,G的欧拉通路必以此两个结点为端点。
2) 当G是无奇度结点的连通图时,G必有欧拉回路。
3) G为欧拉图(存在欧拉回路)的充分必要条件是G为无奇度结点的连通图。
有向图:
D为有向图,D的基图连通,并且所有顶点的出度与入度都相等;或者除两个顶点外,其余顶点的出度与入度都相等,而这两个顶点中一个顶点的出度与入度之差为1,另一个顶点的出度与入度之差为-1。
推论:
1) 当D除出、入度之差为1,-1的两个顶点之外,其余顶点的出度与入度都相等时,D的有向欧拉通路必以出、入度之差为1的顶点作为始点,以出、入度之差为-1的顶点作为终点。
2) 当D的所有顶点的出、入度都相等时,D中存在有向欧拉回路。
3) 有向图D为有向欧拉图的充分必要条件是D的基图为连通图,并且所有顶点的出、入度都相等。
三、算法
连通性:
采用深度搜索,如果有节点没有访问,说明不连通。
void DFS(int cur) //连通性的判断 是否完全访问掉{ int i ; for(i = 0; i<n; i++) { if(!vis[i]&&edge[cur][i]) { vis[i] = 1; DFS(i); } }} DFS(0); for(int i =0; i<n; i++) { if(!vis[i]) return false; }
欧拉图判断:
# 无向欧拉图: for(int i =0; i<n; i++) { if(degree[i]%2) { return false; } }# 有向欧拉图: for (int i=0; i<n; i++) if (in[i] != out[i]) { return false; }
路径查找:
// 无向图的欧拉回路, cur 点, 从 pos 点开始搜void DFS_two(int cur,int pos){ int i,a,b; stack[top++] = cur; for(i = pos;i<n;i++) { if(edge[cur][i] != 0) { edge[i][cur] = 0; edge[cur][i] = 0; degree[cur]--; degree[i]--; DFS_two(i,0); break; } } if(i==n && top<n) // 走投无路, 而且还有边的时候, 退回一步 { b = stack[--top]; a = stack[--top]; edge[a][b] = 1; edge[b][a] = 1; degree[a]++; degree[b]++; DFS_two(a,b+1); }}
// 有向图的欧拉回路, 在 cur 点, 从 pos 点开始搜void DFS_first(int cur ,int pos){ int i,a,b; stack[top++] = cur; for(i = pos;i<n;i++) { if(edge[cur][i] != 0) { edge[cur][i] = 0; out[cur]--; in[i]--; DFS_first(i,0); break; } } if(i==n && top<n) // 走投无路, 而且还有边的时候, 退回一步 { b = stack[--top]; a = stack[--top]; edge[a][b] = 1; out[a]++; in[b]++; DFS_first(a,b+1); }}
所有代码:
#include <stdio.h>#include <string.h>#include <iostream>using namespace std;const int MAX = 60;int edge[MAX][MAX];int degree[MAX];int in[MAX],out[MAX];int n,type; //judge grape 类型int e; //边数int top; // 栈底 初始化为 0;int stack[MAX]; //记录欧拉通路的路径int vis[MAX]; //是否已经访问;void DFS(int cur) //连通性的判断 是否完全访问掉{ int i ; for(i = 0; i<n; i++) { if(!vis[i]&&edge[cur][i]) { vis[i] = 1; DFS(i); } }}// 判断是否存在欧拉回路:// 无向图中: 连通图且所有顶点度数为偶数// 有向图中: 连通图且所有顶点的入度等于出度bool judge(){ memset(vis,0,sizeof(vis)); //访问初始化 DFS(0); for(int i =0; i<n; i++) { if(!vis[i]) return false; } //连通性的判断 是否完全访问掉 if(type) //有向图 { for (int i=0; i<n; i++) if (in[i] != out[i]) { return false; } } else //无向图 { for(int i =0; i<n; i++) { if(degree[i]%2) { return false; } } } return true;}// 有向图的欧拉回路, 在 cur 点, 从 pos 点开始搜void DFS_first(int cur ,int pos){ int i,a,b; stack[top++] = cur; for(i = pos;i<n;i++) { if(edge[cur][i] != 0) { edge[cur][i] = 0; out[cur]--; in[i]--; DFS_first(i,0); break; } } if(i==n && top<n) // 走投无路, 而且还有边的时候, 退回一步 { b = stack[--top]; a = stack[--top]; edge[a][b] = 1; out[a]++; in[b]++; DFS_first(a,b+1); }}// 无向图的欧拉回路, cur 点, 从 pos 点开始搜void DFS_two(int cur,int pos){ int i,a,b; stack[top++] = cur; for(i = pos;i<n;i++) { if(edge[cur][i] != 0) { edge[i][cur] = 0; edge[cur][i] = 0;degree[cur]--;degree[i]--; DFS_two(i,0); break; } } if(i==n && top<n) // 走投无路, 而且还有边的时候, 退回一步 { b = stack[--top]; a = stack[--top]; edge[a][b] = 1; edge[b][a] = 1; degree[a]++; degree[b]++; DFS_two(a,b+1); }}int main(){ printf("0, 无向图 1, 有向图 : "); scanf("%d", &type); printf("输入顶点个数: "); scanf("%d",&n); memset(edge,0,sizeof(edge)); memset(degree,0,sizeof(degree)); //无向图的度数 memset(in,0,sizeof(in)); //有向图的入度 memset(out,0,sizeof(out)); //有向图的出度 while(true) { int a,b; //边集 scanf("%d %d",&a,&b); if(!(a||b)) // 0 0 break { break; } edge[a][b] = 1; in[b]++; out[a]++; if(!type) // 如果是无向图 { edge[b][a] = 1; degree[a]++; //无向图的度数 degree[b]++; } } if(judge()) { printf("\n一条欧拉回路: "); if(type) DFS_first(0,0); else DFS_two(0,0); for(int i =0; i<top; i++) { printf("%d",stack[i]); if(i+1!=top) printf(" -> "); } putchar('\n'); } else { printf("\n不存在欧拉回路!\n"); } return 0;}
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