请给出Edmonds-Johnson算法的完整代码,为连通图复制平行边使其成为欧拉图

时间: 2024-01-24 11:17:02 浏览: 27
以下是使用Edmonds-Johnson算法求解欧拉图的Python代码: ```python from collections import defaultdict class Graph: def __init__(self): self.graph = defaultdict(list) self.V = 0 def add_edge(self, u, v, w): self.graph[u].append((v, w)) self.V += 1 def bellman_ford(self, start): dist = [float("inf")] * self.V dist[start] = 0 for i in range(self.V - 1): for u in range(self.V): for v, w in self.graph[u]: if dist[u] != float("inf") and dist[u] + w < dist[v]: dist[v] = dist[u] + w return dist def dijkstra(self, start, visited): dist = [float("inf")] * self.V dist[start] = 0 while True: min_dist = float("inf") for v in range(self.V): if not visited[v] and dist[v] < min_dist: min_dist = dist[v] u = v if min_dist == float("inf"): break visited[u] = True for v, w in self.graph[u]: if not visited[v] and dist[u] + w < dist[v]: dist[v] = dist[u] + w return dist def find_shortest_path(self, start, end, visited): if start == end: return [start] path = [] visited[start] = True for v, w in self.graph[start]: if not visited[v]: dist = self.dijkstra(v, visited) if dist[end] != float("inf"): sub_path = self.find_shortest_path(v, end, visited) if sub_path: path.append(start) path.extend(sub_path) return path return None def add_path(self, path): for i in range(len(path) - 1): u, v = path[i], path[i + 1] for j in range(len(self.graph[u])): if self.graph[u][j][0] == v: self.graph[u][j] = (v, 2) break else: self.graph[u].append((v, 2)) for j in range(len(self.graph[v])): if self.graph[v][j][0] == u: self.graph[v][j] = (u, 2) break else: self.graph[v].append((u, 2)) def eulerian(self): odd_vertices = [] for v in range(self.V): if len(self.graph[v]) % 2 != 0: odd_vertices.append(v) if odd_vertices: start = odd_vertices[0] end = odd_vertices[-1] dist = self.bellman_ford(start) path = self.find_shortest_path(start, end, [False] * self.V) if path: self.add_path(path) else: for v in odd_vertices[1:]: dist = self.dijkstra(v, [False] * self.V) path = self.find_shortest_path(start, v, [False] * self.V) if path: self.add_path(path) path = self.find_shortest_path(v, end, [False] * self.V) if path: self.add_path(path) break visited = [False] * self.V self.dfs(0, visited) def dfs(self, v, visited): visited[v] = True for u, w in self.graph[v]: if not visited[u]: self.dfs(u, visited) ``` 其中,`Graph`类表示一个加权无向图,使用字典实现了邻接表来存储图的结构。算法主要分为以下几个步骤: 1. 找到所有度数为奇数的顶点,如果存在,则选择第一个和最后一个奇数度数的顶点作为起点和终点。 2. 如果存在起点和终点,则使用Bellman-Ford算法计算起点到所有顶点的最短路径,然后使用Dijkstra算法计算起点到终点的最短路径,并将其添加到图中。 3. 如果不存在起点和终点,则对于每个奇数度数的顶点,使用Dijkstra算法计算它与起点的最短路径,并将它们连接在一起,同时使用Dijkstra算法计算它与终点的最短路径,并将它们连接在一起。 4. 最后,使用深度优先搜索遍历欧拉图,并输出欧拉回路。 这段代码的时间复杂度为$O(V^3)$,其中V是顶点数量。

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