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POJ 1637 混合圖歐拉回路的判定

編輯:C++入門知識

1 定義
歐拉通路 (Euler tour)——通過圖中每條邊一次且僅一次,並且過每一頂點的通路。
歐拉回路 (Euler circuit)——通過圖中每條邊一次且僅一次,並且過每一頂點的回路。
歐拉圖——存在歐拉回路的圖。
2 無向圖是否具有歐拉通路或回路的判定
G有歐拉通路的充分必要條件為:G 連通,G中只有兩個奇度頂點(它們分別是歐拉通路的兩個端點)。
G有歐拉回路(G為歐拉圖):G連通,G中均為偶度頂點。
3 有向圖是否具有歐拉通路或回路的判定
D有歐拉通路:D連通,除兩個頂點外,其余頂點的入度均等於出度,這兩個特殊的頂點中,一個頂點的入度比出度大1,另一個頂點的入度比出度小1。
D有歐拉回路(D為歐拉圖):D連通,D中所有頂點的入度等於出度。
4 混合圖。混合圖也就是無向圖與有向圖的混合,即圖中的邊既有有向邊也有無向邊。
5 混合圖歐拉回路
混合圖歐拉回路用的是網絡流。
把該圖的無向邊隨便定向,計算每個點的入度和出度。如果有某個點出入度之差為奇數,那麼肯定不存在歐拉回路。因為歐拉回路要求每點入度 = 出度,也就是總度數為偶數,存在奇數度點必不能有歐拉回路。
現在每個點入度和出度之差均為偶數。將這個偶數除以2,得x。即是說,對於每一個點,只要將x條邊反向(入>出就是變入,出>入就是變出),就能保證出 = 入。如果每個點都是出 = 入,那麼很明顯,該圖就存在歐拉回路。
現在的問題就變成了:該改變哪些邊,可以讓每個點出 = 入?構造網絡流模型。有向邊不能改變方向,直接刪掉。開始已定向的無向邊,定的是什麼向,就把網絡構建成什麼樣,邊長容量上限1。另新建s和t。對於入 > 出的點u,連接邊(u, t)、容量為x,對於出 > 入的點v,連接邊(s, v),容量為x(注意對不同的點x不同。當初由於不小心,在這裡錯了好幾次)。之後,察看是否有滿流的分配。有就是能有歐拉回路,沒有就是沒有。查看流值分配,將所有流量非 0(上限是1,流值不是0就是1)的邊反向,就能得到每點入度 = 出度的歐拉圖。
由於是滿流,所以每個入 > 出的點,都有x條邊進來,將這些進來的邊反向,OK,入 = 出了。對於出 > 入的點亦然。那麼,沒和s、t連接的點怎麼辦?和s連接的條件是出 > 入,和t連接的條件是入 > 出,那麼這個既沒和s也沒和t連接的點,自然早在開始就已經滿足入 = 出了。那麼在網絡流過程中,這些點屬於“中間點”。我們知道中間點流量不允許有累積的,這樣,進去多少就出來多少,反向之後,自然仍保持平衡。
所以,就這樣,混合圖歐拉回路問題,解了。
-----------------------------------------------------------------------------------
注意最大流應該等於的是 所有的出度大於入度的點上的x之和
[cpp] 
#include<iostream> 
#include<algorithm> 
#include<iomanip> 
#include<cstring> 
#include<string> 
#include<cstdio> 
#include<cmath> 
#include<queue> 
#include<map> 
#include<set> 
#define MAXN 2222 
#define MAXM 222222 
#define INF 1000000000 
using namespace std; 
struct node 

    int ver;    // vertex 
    int cap;    // capacity 
    int flow;   // current flow in this arc 
    int next, rev; 
}edge[MAXM]; 
int dist[MAXN], numbs[MAXN], src, des, n; 
int head[MAXN], e; 
void add(int x, int y, int c) 
{       //e記錄邊的總數 
    edge[e].ver = y; 
    edge[e].cap = c; 
    edge[e].flow = 0; 
    edge[e].rev = e + 1;        //反向邊在edge中的下標位置 
    edge[e].next = head[x];   //記錄以x為起點的上一條邊在edge中的下標位置 
    head[x] = e++;           //以x為起點的邊的位置 
    //反向邊 
    edge[e].ver = x; 
    edge[e].cap = 0;  //反向邊的初始網絡流為0 
    edge[e].flow = 0; 
    edge[e].rev = e - 1; 
    edge[e].next = head[y]; 
    head[y] = e++; 

void rev_BFS() 

    int Q[MAXN], qhead = 0, qtail = 0; 
    for(int i = 1; i <= n; ++i) 
    { 
        dist[i] = MAXN; 
        numbs[i] = 0; 
    } 
    Q[qtail++] = des; 
    dist[des] = 0; 
    numbs[0] = 1; 
    while(qhead != qtail) 
    { 
        int v = Q[qhead++]; 
        for(int i = head[v]; i != -1; i = edge[i].next) 
        { 
            if(edge[edge[i].rev].cap == 0 || dist[edge[i].ver] < MAXN)continue; 
            dist[edge[i].ver] = dist[v] + 1; 
            ++numbs[dist[edge[i].ver]]; 
            Q[qtail++] = edge[i].ver; 
        } 
    } 

void init() 

    e = 0; 
    memset(head, -1, sizeof(head)); 

int maxflow() 

    int u, totalflow = 0; 
    int Curhead[MAXN], revpath[MAXN]; 
    for(int i = 1; i <= n; ++i)Curhead[i] = head[i]; 
    u = src; 
    while(dist[src] < n) 
    { 
        if(u == des)     // find an augmenting path 
        { 
            int augflow = INF; 
            for(int i = src; i != des; i = edge[Curhead[i]].ver) 
                augflow = min(augflow, edge[Curhead[i]].cap); 
            for(int i = src; i != des; i = edge[Curhead[i]].ver) 
            { 
                edge[Curhead[i]].cap -= augflow; 
                edge[edge[Curhead[i]].rev].cap += augflow; 
                edge[Curhead[i]].flow += augflow; 
                edge[edge[Curhead[i]].rev].flow -= augflow; 
            } 
            totalflow += augflow; 
            u = src; 
        } 
        int i; 
        for(i = Curhead[u]; i != -1; i = edge[i].next) 
            if(edge[i].cap > 0 && dist[u] == dist[edge[i].ver] + 1)break; 
        if(i != -1)     // find an admissible arc, then Advance 
        { 
            Curhead[u] = i; 
            revpath[edge[i].ver] = edge[i].rev; 
            u = edge[i].ver; 
        } 
        else        // no admissible arc, then relabel this vertex 
        { 
            if(0 == (--numbs[dist[u]]))break;    // GAP cut, Important! 
            Curhead[u] = head[u]; 
            int mindist = n; 
            for(int j = head[u]; j != -1; j = edge[j].next) 
                if(edge[j].cap > 0)mindist = min(mindist, dist[edge[j].ver]); 
            dist[u] = mindist + 1; 
            ++numbs[dist[u]]; 
            if(u != src) 
                u = edge[revpath[u]].ver;    // Backtrack 
        } 
    } 
    return totalflow; 

int ind[MAXN], outd[MAXN]; 
int xx[MAXM], yy[MAXM], cc[MAXM]; 
int main() 

    int T, m; 
    scanf("%d", &T); 
    while(T--) 
    { 
        init(); 
        memset(ind, 0, sizeof(ind)); 
        memset(outd, 0, sizeof(outd)); 
        scanf("%d%d", &n, &m); 
        for(int i = 1; i <= m; i++) 
        { 
            scanf("%d%d%d", &xx[i], &yy[i], &cc[i]); 
            ind[yy[i]]++; 
            outd[xx[i]]++; 
        } 
        bool flag = true; 
        for(int i = 1; i <= n; i++) 
            if((outd[i] - ind[i]) % 2 != 0) 
            { 
                flag = false; 
                break; 
            } 
        if(!flag) {printf("impossible\n"); continue;} 
        int flow = 0; 
        for(int i = 1; i <= m; i++) 
        { 
            if(xx[i] == yy[i] || cc[i]) continue; 
            add(xx[i] + 1, yy[i] + 1, 1); 
        } 
        src = 1, des = n + 2; 
        for(int i = 1; i <= n; i++) 
        {   www.2cto.com
            int x = abs(outd[i] - ind[i]) / 2; 
            if(outd[i] > ind[i]) add(src, i + 1, x), flow += x; 
            else if(ind[i] > outd[i]) add(i + 1, des, x); 
        } 
        n = n + 2; 
        rev_BFS(); 
        if(maxflow() == flow) printf("possible\n"); 
        else printf("impossible\n"); 
    } 
    return 0; 

作者:sdj222555

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