判斷一個(gè)圖中是否存在歐拉回路(每條邊恰好只走一次,并能回到出發(fā)點(diǎn)的路徑),在以下三種情況中有三種不同的算法:
一、無(wú)向圖
每個(gè)頂點(diǎn)的度數(shù)都是偶數(shù),則存在歐拉回路。
二、有向圖(所有邊都是單向的)
每個(gè)節(jié)頂點(diǎn)的入度都等于出度,則存在歐拉回路。
以上兩種情況都很好理解。其原理就是每個(gè)頂點(diǎn)都要能進(jìn)去多少次就能出來(lái)多少次。
三、混合圖(有的邊是單向的,有的邊是無(wú)向的。常被用于比喻城市里的交通網(wǎng)絡(luò),有的路是單行道,有的路是雙行道。)
找到一個(gè)給每條無(wú)向的邊定向的策略,使得每個(gè)頂點(diǎn)的入度等于出度,這樣就能轉(zhuǎn)換成上面第二種情況。這就可以轉(zhuǎn)化成一個(gè)二部圖最大匹配問(wèn)題。網(wǎng)絡(luò)模型如下:
1. 新建一個(gè)圖。
2. 對(duì)于原圖中每一條無(wú)向邊i,在新圖中建一個(gè)頂點(diǎn)e(i);
3. 對(duì)于原圖中每一個(gè)頂點(diǎn)j,在新圖中建一個(gè)頂點(diǎn)v(j)。
4. 如果在原圖中,頂點(diǎn)j和k之間有一條無(wú)向邊i,那么在新圖中從e(i)出發(fā),添加兩條邊,分別連向v(j)和v(k),容量都是1。
5. 在新圖中,從源點(diǎn)向所有e(i)都連一條容量為1的邊。
6. 對(duì)于原圖中每一個(gè)頂點(diǎn)j,它原本都有一個(gè)入度in、出度out和無(wú)向度un。顯然我們的目的是要把所有無(wú)向度都變成入度或出度,從而使它的入度等于總度數(shù)的一半,也就是(in + out + un) / 2(顯然與此同時(shí)出度也是總度數(shù)的一半,如果總度數(shù)是偶數(shù)的話(huà))。當(dāng)然,如果in已經(jīng)大于總度數(shù)的一半,或者總度數(shù)是奇數(shù),那么歐拉回路肯定不存大。如果in小于總度數(shù)的一半,并且總度數(shù)是偶數(shù),那么我們?cè)谛聢D中從v(j)到匯點(diǎn)連一條邊,容量就是(in + out + un) / 2 – in,也就是原圖中頂點(diǎn)j還需要多少入度。
按照這個(gè)網(wǎng)絡(luò)模型算出一個(gè)最大流,如果每條從v(j)到匯點(diǎn)的邊都達(dá)到滿(mǎn)流量的話(huà),那么歐拉回路成立。
這個(gè)算法可以用在ZJU#1992(http://acm.zju.edu.cn/show_problem.php?pid=1992)
弗羅萊(Fleury)算法求歐拉回路
算法輪廓:
(1)任取v0∈V(G),令P0=v0.
(2)設(shè)Pi=v0e1v1e2…eivi已經(jīng)行遍,按下面方法來(lái)從E(G)-{e1,e2,…,ei}中選取ei+1:
(a)ei+1與vi相關(guān)聯(lián);
(b)除非無(wú)別的邊可供行遍,否則ei+1不應(yīng)該為Gi=G-{e1,e2,…,ei}中的橋。
(3)當(dāng)(2)不能再進(jìn)行時(shí),算法停止。
可以證明,當(dāng)算法停止時(shí)所得簡(jiǎn)單回路Pm=v0e1v1e2…emvm(vm=v0)為G中一條歐拉回路。
程序文件夾:33333
//輸入一個(gè)無(wú)向圖,先判斷是否存在歐拉路,若有求出一條歐拉路
/先輸入頂點(diǎn)數(shù)和邊數(shù),之后輸入每條邊連接的2個(gè)點(diǎn)
//例如
//5 6 (5個(gè)點(diǎn),6條邊)
//1 2
//1 3
//2 3
//2 5
//2 4
//4 5
1
#include <stdio.h>
2
#include <string.h>
3
4
5
struct stack
6

{int top , node[210];} f; //頂點(diǎn)的堆棧
7
8
int a[201][201]; //圖的鄰接矩陣
9
10
int n;
11
12
void dfs(int x) //圖的深度優(yōu)先遍歷
13

{
14
int i;
15
16
f.top ++; f.node[f.top] = x;
17
18
for (i = 1; i <= n; i ++)
19
20
if (a[i][x] > 0)
21
{
22
a[i][x] = 0; a[x][i] = 0; //刪除此邊
23
24
dfs(i);
25
26
break;
27
}
28
}
29
30
void Euler(int x) //歐拉路算法
31

{
32
int i , b;
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34
f.top = 0; f.node[f.top] = x; //入棧
35
36
while (f.top >= 0)
37

{
38
b = 0;
39
40
for (i = 1; i <= n; i ++)
41
if (a[f.node[f.top]][i] > 0)
42
{b = 1; break;}
43
44
if (b == 0) //如果沒(méi)有點(diǎn)可以擴(kuò)展,輸出并出棧
45
{
46
printf("%d " , f.node[f.top]);
47
48
f.top --;
49
}
50
else
{f.top --; dfs(f.node[f.top+1]);} //如果有,就DFS
51
}
52
}
53
54
int main()
55

{
56
57
int m , s , t , num , i , j , start;
58
59
//input
60
61
scanf("%d %d" , &n , &m); //n頂點(diǎn)數(shù) m邊數(shù)
62
63
memset(a , 0 , sizeof(a));
64
65
for (i = 0; i < m; i ++)
66
{
67
scanf("%d %d" , &s , &t);
68
a[s][t] = 1; a[t][s] = 1;
69
}
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71
72
//判斷是否存在歐拉回路
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74
s = 0; start = 1;
75
76
for (i = 1; i <= n; i ++)
77
{
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num = 0;
79
80
for (j = 1; j <= n; j ++)
81
num += a[i][j];
82
83
if (num % 2 == 1)
84

{start = i; s ++;}
85
}
86
87
if ((s == 0) || (s == 2))
88
Euler(start);
89
else printf("No Euler path\n");
90
91
getchar(); getchar();
92
return 0;
93
}
94