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基础知识
欧拉回路是图G中的一个回路,经过每条边有且仅一次,称该回路为欧拉回路。具有欧拉回路的图称为欧拉图,简称E图。
无向图中存在欧拉回路的条件:每个点的度数均为偶数。
有向图中存在欧拉回路的条件:每个点的入度=出度。
欧拉路径比欧拉回路要求少一点:
无向图中存在欧拉路径的条件:每个点的度数均为偶数或者有且仅有2个度数为奇数的点。
有向图中存在欧拉路径的条件:除了2个点外,其余的点入度=出度,且在这2个点中,一个点的入度比出度大1,另一个出度比入度大1。
欧拉路径的输出:经典的套圈算法。
下面来重点讲讲混合图的欧拉回路问题。
混合图就是边集中有有向边和无向边同时存在。这时候需要用网络流建模求解。
建模:
把该图的无向边随便定向,计算每个点的入度和出度。如果有某个点出入度之差为奇数,那么肯定不存在欧拉回路。 因为欧拉回路要求每点入度 = 出度,也就是总度数为偶数,存在奇数度点必不能有欧拉回路。
好了,现在每个点入度和出度之差均为偶数。那么将这个偶数除以2,得x。也就是说,对于每一个点,只要将x条边改变方向(入>出就是变入,出>入就是变出),就能保证出 = 入。如果每个点都是出 = 入,那么很明显,该图就存在欧拉回路。
现在的问题就变成了:我该改变哪些边,可以让每个点出 = 入?构造网络流模型。
首先,有向边是不能改变方向的,要之无用,删。一开始不是把无向边定向了吗?定的是什么向,就把网络构建成什么样,边长容量上限1。另新建s和t。对于入 > 出的点u,连接边(u, t)、容量为x,对于出 > 入的点v,连接边(s, v),容量为x(注意对不同的点x不同)。
之后,察看从S发出的所有边是否满流。有就是能有欧拉回路,没有就是没有。欧拉回路是哪个?察看流值分配,将所有流量非 0(上限是1,流值不是0就是1)的边反向,就能得到每点入度 = 出度的欧拉图。
由于是满流,所以每个入 > 出的点,都有x条边进来,将这些进来的边反向,OK,入 = 出了。对于出 > 入的点亦然。那么,没和s、t连接的点怎么办?和s连接的条件是出 > 入,和t连接的条件是入 > 出,那么这个既没和s也没和t连接的点,自然早在开始就已经满足入 = 出了。那么在网络流过程中,这些点属于“中间点”。我们知道中间点流量不允许有累积的,这样,进去多少就出来多少,反向之后,自然仍保持平衡。
所以,就这样,混合图欧拉回路问题,解了。
参考例题:
poj-1637-Sightseeing tour
#include
#include
#include
#include
#include
#define ll long long
using namespace std;
const int inf=0x3ffffff;
const int MAXN = 333;
const int MAXM = 100008;
const double eps = 1e-6;
struct Edge{
int data, next, cap, flow, oppo;
Edge(){
}
Edge(int data, int next, int cap, int flow, int oppo):data(data)
, next(next), cap(cap), flow(flow), oppo(oppo){
}
}edge[MAXM];
int link[MAXM][3];
int list[MAXN];
int degree[MAXN];
int queue[MAXN], path[MAXN], add[MAXN];
int n, m, e, v;
void Add_Link(int a, int b, int c) {
edge[e] = Edge(b, list[a], c, 0, e+1);
edge[e+1] = Edge(a, list[b], 0, 0, e);
list[a] = e;
list[b] = e+1;
e += 2;
}
void Init() {
int i;
v = n + 2;
for (i = 0; i < v; i++) {
list[i] = -1;
degree[i] = 0;
}
e = 0;
for (i = 0; i < m; i++) {
degree[link[i][0]]--;
degree[link[i][1]]++;
if (!link[i][2]) {
Add_Link(link[i][0], link[i][1], 1);
}
}
}
int Max_Flow() {
int ans = 0, head, tail, curr, succ, i, j, k;
bool flag = true;
while(flag) {
flag = false;
for (i = 0; i < v; i++) {
path[i] = -1;
}
path[n] = -2;
queue[0] = n;
add[n] = inf;
for (head = tail = 0; !flag && head <= tail; head++) {
curr = queue[head];
for (i = list[curr]; i != -1; i = edge[i].next) {
if (path[succ = edge[i].data] == -1 && edge[i].flow < edge[i].cap) {
queue[++tail] = succ;
path[succ] = i;
add[succ] = min(add[curr], edge[i].cap-edge[i].flow);
if (succ == n+1) {
ans += add[succ];
flag = true;
for (j = succ; path[j] >= 0; j = edge[k].data) {
k = edge[path[j]].oppo;
edge[path[j]].flow += add[succ];
edge[k].flow -= add[succ];
}
break;
}
}
}
}
}
return ans;
}
bool Work() {
Init();
int i, ans = 0;
for (i = 0; i < n; i++) {
if (degree[i] & 1) {
return false;
}
}
for (i = 0; i < n; i++) {
if (degree[i] < 0) {
Add_Link(n, i, -degree[i]/2);
ans += -degree[i]/2;
}
if (degree[i] > 0) {
Add_Link(i, n+1, degree[i]/2);
}
}
if (Max_Flow() < ans) {
return false;
}
return true;
}
int main() {
//#ifndef ONLINE_JUDGE
// freopen("1.txt", "r", stdin);
//#endif
int i, j, k;
int T;
cin >> T;
while(T--) {
cin >> n >> m;
for (i = 0; i < m; i++) {
scanf("%d%d%d", &link[i][0], &link[i][1], &link[i][2]);
link[i][0]--;
link[i][1]--;
}
if (Work()) {
cout << "possible" << endl;
} else {
cout << "impossible" << endl;
}
}
return 0;
}