混合图欧拉回路判断(不会的可以看看刘汝佳的黑书)
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。
(转自http://yzmduncan.iteye.com/blog/1149049)
#include<stdio.h> #include<cstring> #include<math.h> #define inf 1000000000 #define min(a,b) ((a)>(b))?(b):(a) using namespace std; int ind[250]; int n,k,dist[250],gap[250],edgeHead[250];//双向边 struct{ int v,cap,next,re; }edge[3000]; void addEdge(int u,int v,int ca){ edge[k].v=v; edge[k].cap=ca; edge[k].next=edgeHead[u]; edge[k].re=k + 1; //这个用来记录此边的反边 edgeHead[u]=k ++; edge[k].v=u; edge[k].cap=0; edge[k].next=edgeHead[v]; edge[k].re=k - 1; edgeHead[v]=k ++; } int dfs (int p , int limit) { if(p==n)return limit; for(int i=edgeHead[p];i!=0;i=edge[i].next){ int v = edge[i].v; if(dist[p]==(dist[v]+1) && edge[i].cap>0){ int t=dfs(v,min(limit , edge[i].cap)); if(t<0)return t;//没有增广路了 if(t>0)//更新流 { edge[i].cap-=t; edge[edge[i].re].cap+=t; return t; } } } int tmp=n+1; for(int i=edgeHead[p];i!=0;i=edge[i].next){ int v = edge[i].v; if(edge[i].cap>0) tmp=min(tmp,dist[v]+1); } if(--gap[dist[p]]==0 || dist[0]>n)return -1;//出现断层或回流已满 ++gap[dist[p]=tmp]; return 0; } int SAP() { gap[0]=n+1; int f = 0 , t=0; while (~(t=dfs(0,inf))) f+=t; return f; } int main(){ int i,j,t,T,v,e,sum; scanf("%d",&T); for(t=1;t<=T;t++){ scanf("%d %d",&v,&e); memset(ind,0,sizeof(ind)); sum=0; memset(edgeHead,0,sizeof(edgeHead)); memset(dist,0,sizeof(dist)); memset (gap , 0 , sizeof(gap)); k=1; for(i=1;i<=e;i++){ int a,b,w; scanf("%d %d %d",&a,&b,&w); ind[a]--; ind[b]++; if(w!=1) addEdge(a,b,1); } for(i=1;i<=v;i++){ if(ind[i]%2){ break; } ind[i]/=2; } if(i<=v){ printf("impossible\n"); continue; } for(i=1;i<=v;i++){ if(ind[i]<0){ addEdge(0,i,-ind[i]); sum+=-ind[i]; } else if(ind[i]>0) addEdge(i,v+1,ind[i]); } n=v+1; int kk=SAP(); if(kk==sum){ printf("possible\n"); } else printf("impossible\n"); } }