"无向图的欧拉路径问题及算法思想简介"
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更新于2024-02-02
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图论起源于18世纪,1736年瑞士数学家欧拉(Euler)发表了图论的第一篇论文“哥尼斯堡七桥问题”。当时的哥尼斯堡城有一条横贯全市的普雷格尔河,河中的两个岛与两岸用七座桥连结起来,居民们热衷于一个难题:有游人怎样不重复地走遍七桥,最后回到出发点。
为了解决这个问题,欧拉将陆地用字母A、B、C、D代替,将桥用线段表示,将问题转化为是否存在一条经过每条边且仅一次,经过所有顶点的回路。欧拉指出了这样的回路是不存在的。
欧拉提出了一笔画问题的规律:对于由偶数个顶点组成的连通图,一定可以一笔画成。画时可以将任一偶数个顶点中的一个作为起点,最后一定能以这个点为终点完成图的画画。对于只有两个奇数个顶点的连通图,也可以一笔画成。但此时必须将一个奇数个顶点作为起点,另一个奇数个顶点作为终点。而对于其他情况的图,无法一笔画出。
基于以上规律,我们可以采用一种求解算法来解决一笔画问题:
1. 对于给定的无向图,首先判断度数为奇数的顶点的个数。若个数为0,则任选一个顶点作为起点,若个数为2,则选择其中一个作为起点。
2. 从选定的起点开始进行递归:对于当前顶点x,依次遍历与x相连的顶点,并对每个相连的顶点进行递归搜索。
3. 在递归搜索过程中,需要保证经过的边不重复,并且每个顶点只能访问一次。若遇到已访问过的顶点或者遍历完所有与当前顶点相连的顶点后仍存在未访问的顶点,则需要回溯到上一个顶点重新选择路径。
4. 递归终止条件为:所有顶点都已经访问,并且当前顶点与起点相连。
通过以上算法,可以逐步搜索整个图,找到满足条件的一笔画路径。在实际应用中,一笔画问题可以用于制作迷宫游戏、解决电路布线问题等领域。
总结起来,图论中的一笔画问题起源于欧拉解决哥尼斯堡七桥问题的研究,通过使用求解算法可以找到满足经过每条边且仅一次,经过所有顶点的回路。这一问题对于解决其他实际问题具有重要的参考价值。
2022-08-03 上传
2023-06-10 上传
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