欧拉回路

Jun 24, 2023
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定义

  • 欧拉路径:如果图中的一个路径包括每个边恰好一次,则该路径称为欧拉路径。
  • 欧拉回路:首尾相接的欧拉路径被称为欧拉回路。

判定

由于每一条边都要经过恰好一次,因此对于除了起点和终点之外的任意一个节点,只要进来,一定要出去,故有如下结论:

  • 一个无向图存在欧拉回路,当且仅当该图所有顶点度数都为偶数,且该图只有一个存在边的连通块。
  • 一个无向图存在欧拉路径,当且仅当该图中奇点的数量为 \(0\) 或 \(2\) 且该图只有一个存在边的连通块。
  • 一个有向图存在欧拉回路,当且仅当所有点的入度等于出度。
  • 一个混合图存在欧拉回路,当且仅当存在一个对所有无向边定向的方案,使得所有点的入度等于出度。求解需要用到网络流相关算法。

求解

一般使用 \(\rm dfs\) 算法求出一张图的欧拉回路。

给每一条边记一个 \(\rm vis\) 数组,表示其是否被访问过,然后从一个点出发,遍历所有的边。

直接 \(\rm dfs\) 的话可能会有一些点无法被遍历到,于是在记录答案的时候可以倒着记录,即当通过 \(u\to v\) 这条边的时候,可以先将点 \(v\ \rm dfs\) 完,再加入 \(u\to v\) 这条边。这样做相当于如果碰到两个相邻的环,但只遍历了其中一个就走到头了,于是我们需要走完另一个环后将两个环拼起来。

由于只需要将图遍历一遍,所以时间复杂度是 \(\Theta(n + m)\) 的。

参考代码

void dfs (int u) {
    for (int i = last[u]; i; i = Next[i]) {
        if (vis[i]) continue;
        vis[i] = true;
        int record = i;
        dfs(to[i]);
        Sta[++top] = record;
    }
}