Computer >> Máy Tính >  >> Lập trình >> Lập trình

Mạch Euler trong đồ thị có hướng


Đường dẫn Euler là một đường dẫn mà chúng ta có thể ghé thăm mọi cạnh chính xác một lần. Chúng ta có thể sử dụng các đỉnh giống nhau cho nhiều lần. Euler Circuit là một loại đường dẫn Euler đặc biệt. Khi đỉnh bắt đầu của đường Euler cũng được nối với đỉnh kết thúc của đường dẫn đó, thì nó được gọi là Mạch Euler.

Mạch Euler trong đồ thị có hướng

Để kiểm tra xem một biểu đồ có phải là Eulerian hay không, chúng ta phải kiểm tra hai điều kiện -

  • Biểu đồ phải được kết nối với nhau.
  • Độ trong và độ của mỗi đỉnh phải giống nhau.

Đầu vào và Đầu ra

Input:
Adjacency matrix of the graph.
0 1 0 0 0
0 0 1 0 0
0 0 0 1 1
1 0 0 0 0
0 0 1 0 0

Output:
Euler Circuit Found.

Thuật toán

đi ngang (u, đã ghé thăm)

Đầu vào: Nút bắt đầu u và nút đã truy cập để đánh dấu nút nào được truy cập.

Đầu ra: Đi ngang qua tất cả các đỉnh được kết nối.

Begin
   mark u as visited
   for all vertex v, if it is adjacent with u, do
      if v is not visited, then
         traverse(v, visited)
   done
End

isConnected (đồ thị)

Đầu vào - Biểu đồ.

Đầu ra - Đúng nếu biểu đồ được kết nối.

Begin
   define visited array
   for all vertices u in the graph, do
      make all nodes unvisited
      traverse(u, visited)
      if any unvisited node is still remaining, then
         return false
   done
   return true
End

isEulerCircuit (Đồ thị)

Đầu vào: Biểu đồ đã cho.

Đầu ra: Đúng khi một mạch Euler được tìm thấy.

Begin
   if isConnected() is false, then
      return false
   define list for inward and outward edge count for each node

   for all vertex i in the graph, do
      sum := 0
      for all vertex j which are connected with i, do
         inward edges for vertex i increased
         increase sum
      done
      number of outward of vertex i is sum
   done

   if inward list and outward list are same, then
      return true
   otherwise return false
End

Ví dụ

#include<iostream>
#include<vector>
#define NODE 5
using namespace std;

int graph[NODE][NODE] = {
   {0, 1, 0, 0, 0},
   {0, 0, 1, 0, 0},
   {0, 0, 0, 1, 1},
   {1, 0, 0, 0, 0},
   {0, 0, 1, 0, 0}
};
               
void traverse(int u, bool visited[]) {
   visited[u] = true;    //mark v as visited

   for(int v = 0; v<NODE; v++) {
      if(graph[u][v]) {
         if(!visited[v])
            traverse(v, visited);
      }
   }
}

bool isConnected() {
   bool *vis = new bool[NODE];
   //for all vertex u as start point, check whether all nodes are visible or not

   for(int u; u < NODE; u++) {
      for(int i = 0; i<NODE; i++)
         vis[i] = false;    //initialize as no node is visited
               
      traverse(u, vis);
         
      for(int i = 0; i<NODE; i++) {
         if(!vis[i])    //if there is a node, not visited by traversal, graph is not connected
            return false;
      }
   }
   return true;
}

bool isEulerCircuit() {
   if(isConnected() == false) {    //when graph is not connected
      return false;
   }

   vector<int> inward(NODE, 0), outward(NODE, 0);
         
   for(int i = 0; i<NODE; i++) {
      int sum = 0;
      for(int j = 0; j<NODE; j++) {
         if(graph[i][j]) {
            inward[j]++;    //increase inward edge for destination vertex
            sum++;    //how many outward edge
         }
      }
      outward[i] = sum;
   }

   if(inward == outward)    //when number inward edges and outward edges for each node is same
      return true;
   return false;
}

int main() {
   if(isEulerCircuit())
      cout << "Euler Circuit Found.";
   else
      cout << "There is no Euler Circuit.";
}

Đầu ra

Euler Circuit Found.