欧拉图(欧拉回路与欧拉通路)

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欧拉图(欧拉回路与欧拉通路)

2023-08-31 19:34| 来源: 网络整理| 查看: 265

在一个图中(有向图或无向图),如果能够从一个结点出发一次性通过所有边且每条边只能通过一次,在通过所有边后能够回到出发点,则该回路称为该图的欧拉回路;不能回到出发点,则该通路称为欧拉通路。含有欧拉回路的图称为欧拉图,含欧拉通路的称为半欧拉图。

最简单的欧拉图:在这里插入图片描述

最简单的半欧拉图:

在这里插入图片描述

如何用算法得到一张有向图的欧拉通路呢(无向图算法类似)?我们来看下面这张图: 在这里插入图片描述 假设1是起点,则有效的欧拉通路是1–>3–>4–>5–>3–>1–>2;看似我们只需要用最普通的DFS算法(DFS图的搜索算法点击这里)就可以实现,但实际上走出一条有效的欧拉通路还是有一定限制的——当我们处于起点位置:结点1时,我们只能选择走结点3而不能选择走结点2,因为结点2是一条死路,不能遍历图的所有边,所以由此可以得出,我们在设计算法寻找欧拉通路时,要注意走到死路的情况。 认真分析欧拉通路的走法我们可以发现,如果一张图是半欧拉图,则这张图最多有一条死路(一条死路是不能到达另一条死路的),而且这条死路一定是最后走的那条路,所以我们可以这样设计算法(找欧拉回路可以也可以用这一算法):

Hierholzer算法——1.从起点出发,进行深度优先搜索,同时维护一个栈。

2.每次沿着某条边从某个顶点移动到另外一个顶点的时候,都需要删除这条边。

3.如果所在结点已经没有可移动的路径,则将所在节点加入到栈中。

4.当所有结点入栈后,将栈弹入结果数组中(倒置),则可以得到这条欧拉通路)

图解: 在这里插入图片描述

Java代码: 这是一道leetcode的题解,用了上文介绍的Hierholzer算法,看题目点击这里

import java.util.*; //Hierholzer算法 class Solution { //数组list直接代替栈堆,可简化计算,但是使用栈更有利于理解算法 List list=new ArrayList(); //map用于存储图的信息 HashMapmap=new HashMap(); public List findItinerary(List tickets) { for(List x:tickets) { String Pos = x.get(0); String next = x.get(1); if (!map.containsKey(Pos)) map.put(Pos, new PriorityQueue(new Comparator() { @Override public int compare(String o1, String o2) { return o1.compareTo(o2); } })); map.get(Pos).offer(next); } //开始DFS递归搜索 DFS("JFK"); //反转数组,得到欧拉通路的正确顺序 Collections.reverse(list); return list; } //DFS递归 private void DFS(String curr){ //直到所在结点没有出边时,才跳出while循环,加入数组 while(map.containsKey(curr)&&map.get(curr).size()>0){ String temp=map.get(curr).poll(); DFS(temp); } list.add(curr); } }


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