算法總結之歐拉回路

歐拉回路的作用:

在一張有向或無向圖中求出一筆畫問題的具體畫法。

模板題:http://uoj.ac/problem/117

算法:

首先我們考慮如何判定這個圖是否爲歐拉回路

這時候我們對於有向圖和無向圖有不同的判定方法。

對於有向圖,保證每個點的入度等於出度。

對於無向圖,保證每個點的度數爲偶數。

通常我們判斷圖是否聯通,是在求歐拉回路(見下文)的過程中記錄用到的邊的數量,看是否與給定的邊相等,若相等則聯通。

因爲如果通過深搜判斷點的數量,可能題意描述點有n個,實際上一些點爲單點,歐拉回路求的是道路,單點不影響。會出現誤判。

然後我滿考慮如何求出確切的歐拉回路。

我們可以用一個dfs來解決問題。

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void yxdfs(int x,int beg)
{
    int ytp = head[x];
    head[x] = nxt[ytp];
    outd[x]--;
    ind[to[ytp]]--;
    jlb++;
    if (to[ytp] != beg) 
        yxdfs(to[ytp],beg);
    dl.push_back(ytp);
    if (head[x])
        yxdfs(x,x);
}
這是有向圖的dfs,我們來分析一下。

參數x,表示當前搜到的點,beg表示這次搜索的起點。

我們刪掉當前點的第一條邊,如果刪掉的這條邊的指向不爲搜索起點,那我們就不改變起點繼續想下搜。並且搜回來記錄我走的是那條邊。如果說發現這條邊還可以走出其他邊,顯然我們可以理解爲從已經搜出的一張一筆畫上,再從這點出發,再添加上一個一筆畫,就像我們開始搜出了一條直線,後來在回溯的過程中,我們發現,有一個還有多餘的邊,那麼從這點繼續進行一筆畫,並將其加入答案數組中,構成完整的一筆畫。

同理無向圖的dfs,刪邊稍微麻煩了一些,需要刪除反向邊,其餘都一樣。

最後我們獲得了一個答案數組,我們應該如何將這個數組輸出。

我們先考慮有向圖,我們最早搜的點,是最後放入答案數組的,如果我們反向輸出答案數組,那麼顯然邊的指向是反的。所以我們要正想輸出答案數組。

我們再考慮無向圖。顯然無論正反輸出,對於邊沒有影響,雖然如此,我們的輸出仍應該與樣例保持一致,增加程序魯棒性。

AC代碼:

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#include <cstdio>
#include <cmath>
#include <algorithm>
#include <cstring>
#include <vector>
using namespace std;
int n,m,t,tp1,tp2,sum,js,jlb;
int head[200000],nxt[500000],to[500000],ind[200000];
int tod[200000],fx[500000],outd[200000];
bool vis[20000];
vector <int> dl;
void cr(int x,int y)
{
    sum++;
    nxt[sum] = head[x];
    head[x] = sum;
    to[sum] = y;
}
bool pd1()
{
    for (int i = 1; i <= n; i++)
    {
        if (ind[i] & 1) return false;
    }
    return true;
}
void del(int x,int y)
{
    if (to[head[x]] == y)
    {
        head[x] = nxt[head[x]];
        return;
    }
    for (int i = head[x]; i; i = nxt[i])
    {
        if (to[nxt[i]] == y)
        {
            nxt[i] = nxt[nxt[i]];
            return;
        }
    }
}
void wxdfs(int x,int beg)
{
    int wtp = head[x];
    head[x] = nxt[wtp];
    del(to[wtp],x);
    ind[x]--;
    jlb++;
    ind[to[wtp]]--;
    if (to[wtp] != beg && to[wtp])
        wxdfs(to[wtp],beg);
    if (wtp) dl.push_back(wtp);
    if (head[x]) wxdfs(x,x);
}
void work1()
{
    for (int i = 1; i <= n; i++)
    {
        if (ind[i]) 
        {
            wxdfs(i,i);
            break;
        }
    }
}
void print1()
{
    for (int i = 0; i < dl.size(); i++)
    {
        int tan = 0;
        tan = (dl[i] + 1) / 2;
        if (dl[i] & 1) tan *= -1;
        printf("%d ",tan);
    }
}
void read1()
{
    scanf("%d%d",&n,&m);
    for (int i = 1; i <= m; i++)
    {
        scanf("%d%d",&tp1,&tp2);
        cr(tp1,tp2);
        cr(tp2,tp1);
        ind[tp1]++;
        ind[tp2]++;
    }
    if (!pd1())
    {
        printf("NO\n");
        return;
    }
    else
    {
        work1();
        if (jlb < m) printf("NO\n");else
        {
            printf("YES\n");
            print1();
        }
    }
}
bool pd2()
{
    for (int i = 1;i <= n;i++)
    {
        if (ind[i] != outd[i]) return false;
    }
    return true;
}
void print2()
{
    for (int i = dl.size() - 1;i >= 0;i--)
        printf("%d ",dl[i]);
}
void yxdfs(int x,int beg)
{
    int ytp = head[x];
    head[x] = nxt[ytp];
    outd[x]--;
    ind[to[ytp]]--;
    jlb++;
    if (to[ytp] != beg) 
        yxdfs(to[ytp],beg);
    dl.push_back(ytp);
    if (head[x])
        yxdfs(x,x);
}
void work2()
{
    for (int i = 1;i <= n;i++)
    {
        if (outd[i]) 
        {
            yxdfs(i,i);
            break;
        }  
    }
}
void read2()
{
    scanf("%d%d",&n,&m);
    for (int i = 1;i <= m;i++)
    {
        scanf("%d%d",&tp1,&tp2);
        cr(tp1,tp2);
        ind[tp2]++;
        outd[tp1]++;
    }
    if (!pd2())
    {
        printf("NO\n");
    }else
    {
        work2();
        if (jlb < m) 
        {
            printf("NO\n");
            return;
        }else
        {
            printf("YES\n");
            print2();
        }
    }
}
void sread()
{
    scanf("%d",&t);
    if (t == 1) read1();
    else
        read2();
}
int main()
{
    sread();
    return 0;
}

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