无向图的Hierholzer算法流程(二)

精妙的深度优先搜索

虽然 Hierholzer 算法的流程看起来较为复杂,但我们可以通过一段精妙的代码,将算法流程中的两个步骤合并到同一个深度优先搜索过程中。

在图论的代码实现中,一条无向边一般会被拆成两条有向边。由于 Hierholzer 算法的流程需要我们删除一条无向边,因此我们需要同时删除一条有向边和它的反向边。这样的操作只有利用链式前向星^6(亦称边表)存储无向图时才能在 的时间复杂度内完成,因此下文的代码实现中,均使用链式前向星存储无向图。

Hierholzer 算法的一个 C++ 实现如下。请注意,为了便于分析与讲解,下面给出的代码实现并不是欧拉回路的最优时间复杂度实现。下文中,我们将提出该实现的一个优化。

复制代码
// 为了方便存储一条边的众多信息,我们定义一个结构体
//
// struct Edge {
//     int fn, nxt;
//     bool del;
// };
//
// 其中:
//   * fn 表示这条有向边的终点
//   * nxt 表示链式前向星中,该有向边的后续边的编号,如果没有后续边则值为 0
//   * del 表示这条边是否被遍历过了
//
// e[] 是一个类型为 Edge 的数组,e[i] 表示链式前向星中编号为 i 的边
// p[] 是一个类型为 int 的数组,p[i] 表示以 i 为起点的第一条边在链式前向星中的编号
// 如果没有以 i 为起点的有向边则 p[i] 的值为 0
//
// 为了方便我们查找某一条有向边的反向边,当我们向链式前向星中加入第 i(i 从 1 到 m)条无向边 x - y 时,
// 我们会将有向边 x -> y 存储在 e[i * 2],有向边 y -> x 存储在 e[i * 2 + 1],
// 这样,e[i] 和 e[i ^ 1] 就互为反向边
//
// ans 是一个类型为 vector<Edge> 的变量,用来存储我们找到的回路

void dfs(int sn) {
    for (int i = p[sn]; i != 0; i = e[i].nxt) {
        // 这条边已经被遍历过了,跳过
        if (e[i].del) continue;
        // 删除有向边 e[i] 和它的反向边 e[i ^ 1]
        e[i].del = e[i ^ 1].del = true;
        // 继续遍历相邻点
        dfs(e[i].fn);
        // 将边 e[i] 加入结果序列中
        ans.push_back(e[i]);
    }
}

调用 dfs(S) 后,ans 里就保存了从节点 S 出发,并回到节点 S 的欧拉回路。需要注意的是,此时 ans 中保存的欧拉回路,是我们求出的欧拉回路的倒序。因此,我们还需要调用 reverse(ans.begin(), ans.end()) 将 ans 中所有元素顺序倒转后,才能得到我们想要的欧拉回路。

相关推荐
老师我太想进步了202613 小时前
【数据结构-3】算法美学之降复杂度
数据结构·算法
机器人零零壹18 小时前
技术白皮书:iRobotCAM如何解决机器人激光切割应用中的核心难点,从CAD离线编程到双目视觉定位与轨迹自适应提升复杂空间曲线切割的精度、效率与柔性化水平
人工智能·算法
ZhengEnCi21 小时前
大模型的分类到底怎么分:从基础模型到推理模型、从通用到专用的完整图谱
算法
取名真是1 天前
Python 算法知识点从基础到进阶
开发语言·python·算法
罗西的思考1 天前
【轻量化复刻大模型 / KIMI K3】KDA 模块交互式演示
人工智能·算法·机器学习
nm_zfyjt1 天前
信息流广告投放优化实践:线索成本评估模型与转化链路重构(家装建材案例)
算法·重构·内蒙古朋友圈广告服务商·内蒙古朋友圈获客
w_zero_one1 天前
算法--构造
java·数据结构·算法
其实防守也摸鱼1 天前
信创安全竞赛知识总结与题库
大数据·网络·人工智能·算法·安全·php
小超人诞生日记1 天前
C++ 智能指针的使用及其原理详解
c++·算法