欧拉回路与欧拉路径的算法流程演示

算法流程演示

算法流程可能有一些复杂,我们通过一个例子来理解算法的执行步骤。例如,考虑用 Hierholzer 算法找出下图的欧拉回路。

首先进行步骤 1 。从任意节点出发(不妨从节点 出发),沿着边遍历图,删除经过的边,直到无法继续前进。假设我们的遍历路径为 ,此时我们找到了一个包含 的回路。将该回路添加到结果序列中,此时的结果序列即为 ,而图也变成了下面的样子。

接下来进行步骤 2 。检查刚刚添加到结果序列中的节点(节点 、 、 )。我们发现,节点 还存在未被遍历的边( 和 ),因此我们从节点 出发,重复步骤 1。假设我们的遍历路径为 ,此时我们找到了一个包含 的回路。将结果序列中的一个 换成这个回路,此时的结果序列即为 ,而图也变成了下面的样子。

重复进行步骤 2 。检查刚刚添加到结果序列中的节点(节点 、、)。我们发现,节点 还存在未被遍历的边( 和 ),因此我们从节点 出发,重复步骤 1。假设我们的遍历路径为 ,此时我们找到了一个包含 的回路。将结果序列中的一个 换成这个回路,此时的结果序列即为 ,而图也变成了下面的样子。

重复进行步骤 2。检查刚刚添加到结果序列中的节点(节点 、、)。此时不存在未遍历的边,因此结果序列 就是原图中的一个欧拉回路。算法结束。

正确性证明

我们通过反证法简要说明一下,为什么步骤 1 中,如果遇到一个节点 不存在未被删除的边(即节点 的度数为 ),那么该节点必然是出发点 。

首先,假设 ,那么在遍历过程中,为了最终进入节点 ,进入 的边数需要恰好比离开 的边数多 ,也就是说节点 的度数将减少一个奇数。

然而,由于原图存在欧拉回路,因此节点 的初始度数为偶数。偶数减去奇数不可能等于 ,因此必然有 。

至于为什么该算法可以遍历所有边,简单来说是因为所有非零度节点是连通的。详细的证明需要用到一个关于连通性的反证法,有兴趣的读者可以参考《Pearls in Graph Theory》一书中 3.1 节的相关证明\^5

相关推荐
船厂电气自动化ai大模型40 分钟前
AI大模型与数学/第63课:矩阵定义、矩阵加法、标量乘法(逐级精讲)
数据结构·人工智能·深度学习·线性代数·算法
余额瞒着我当琳1 小时前
算法修炼 chapter 2 双指针进阶、盛最多水的容器、有效三角形的个数、两数之和、三数之和、四数之和
算法
你压到我腿毛了6661 小时前
C语言冒泡算法(Bubble sort)
c语言·数据结构·算法
靠沿2 小时前
贪心算法专题(三)
算法·贪心算法
super大力张2 小时前
MOE基于结构的药物设计(七):Ligand R-Vectors——如何判断配体可以从哪里继续生长?
数据库·算法·cadd·moe·svl·基于结构的药物设计
Tongsr3 小时前
别只混淆代码:用 Kaleido 加固整个 Android Release AAB
前端·算法·github
高亦真3 小时前
今天是学习嵌入式的第34天
linux·学习·算法
飞Link4 小时前
动作方法中的分割与过度分割方法全解析(含代码实战与踩坑案例)
人工智能·python·算法·计算机视觉
张宇Joaquin5 小时前
鲲鹏统一并行加速库KUPL--异步数据拷贝
线性代数·算法·矩阵·numpy
GlobalInfo5 小时前
创新不是追逐热点,是在变化中建立长期竞争力
大数据·算法