2017年 1月15日 欧拉回路 学习整理

时间:2021-01-31 14:06:11

欧拉回路

欧拉通路: 通过图中每条边且只通过一次,并且经过每一顶点的(顶点并不要求都应经过一遍)

欧拉回路: 通过图中每条边且只通过一次,并且经过每一顶点的回路

有向图的基图:忽略有向图所有边的方向,得到的无向图称为该有向图的基图。 

无向图

  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;

 如果欧拉通路是回路(起点和终点是同一个顶点),则称此回路是欧拉回路

  具有欧拉回路的无向图G成为欧拉图

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有一次的有向路径为 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

(3)具有有向欧拉回路的图D称为有向欧拉图

定理

 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) 定理

有向图D存在欧拉通路的充要条件是:D为有向图,D的基图连通,并且所有顶点的出度与入度相等;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。

欧拉回路的求解

两种方法:(1)DFS搜索  (Fleury)佛罗莱算法

(1)DFS搜索 思想求解欧拉回路的思路为:利用欧拉定理判断出一个图存在欧拉通路或欧拉回路后,选择一个正确的起始顶点,用DFS算法遍历所有的边(每条边只遍历一次),遇到走不通就回退。在搜索前进方向上将遍历过的边按顺序记录下来。这组边的排列就组成了一条欧拉通路或回路。

(2) (Fleury)佛罗莱算法

设G为一个无向欧拉图,求G中一条欧拉回路的算法如下:

(1) 任取G中一顶点v0,令P0=v0;

(2)假设沿Pi=v0e1v1e2v2......eivi走到顶点vi,按下面方法从E(G)-{e1,e2,...,ei}中选ei+1。

        ei+1与vi相关联

        除非无别的边可供选择,否则ei+1不应该是Gi=G-{e1,e2,...,ei}中的桥。

(3)当(2)不能再进行时算法停止。

        可以证明的是,当算法停止时,所得到的简单回路Pm=v0e1v1e2v2......emvm,(vm=v0)为G中一条欧拉回路。

 备注知识:

  设无向图G(V,E)为连通图,若边集E1属于E,在图G中删除E1中所有的边后得到的子图是不连通的,而删除了E1的任一真子集后得到的子图是连通图,则称E1是G的一个割边集。若一条边构成一个割边集,则称该边为割边,或桥

DFS方法代码样例:

 1 #include<iostream>
 2 #include<cstring>
 3 #include<cstdio>
 4 #define N 105
 5 using namespace std;
 6 int n,m,map[N][N],du[N],pre[105],step=0;
 7 void dfs(int start){
 8     for(int i=1;i<=n;i++){
 9         if(map[start][i]==1){
10             map[start][i]=map[i][start]=0;
11             dfs(i);    
12         }    
13     }
14     pre[++step]=start;
15 }
16 int main()
17 {
18     scanf("%d%d",&n,&m);
19     int u,v;
20     memset(map,0,sizeof(map));
21     for(int i=1;i<=m;i++){
22         scanf("%d%d",&u,&v);
23         map[u][v]=map[v][u]=1;
24         du[u]++;du[v]++;
25     }
26     int k=0,start=1;
27     for(int i=1;i<=n;i++){
28         if(du[i]%2==1) k++,start=i;
29     }
30     if(k==0) printf(" G is a oula huilu\n");
31     if(k==2) printf(" G is a oula tonglu\n");
32     if(k!=0&&k!=2) {printf(" G is not a oula tu\n"); return 0;}
33     dfs(start);
34     printf("start is %d\n",start);
35     for(int i=1;i<=step;i++)
36       printf("%d ",pre[i]);
37     return 0;
38 }