hiho48 : 欧拉路·一
描述
小Hi和小Ho最近在玩一个解密类的游戏,他们需要控制角色在一片原始丛林里面探险,收集道具,并找到最后的宝藏。现在他们控制的角色来到了一个很大的湖边。湖上有N个小岛(编号1..N),以及连接小岛的M座木桥。每座木桥上各有一个宝箱,里面似乎装着什么道具。
湖边还有一个船夫,船夫告诉主角。他可以载着主角到任意一个岛上,并且可以从任意一个岛上再载着主角回到湖边,但是主角只有一次来回的机会。同时船夫告诉主角,连接岛屿之间的木桥很脆弱,走过一次之后就会断掉。
因为不知道宝箱内有什么道具,小Hi和小Ho觉得如果能把所有的道具收集齐肯定是最好的,那么对于当前岛屿和木桥的情况,能否将所有道具收集齐呢?
举个例子,比如一个由6个小岛和8座桥组成的地图:
主角可以先到达4号小岛,然后按照4->1->2->4->5->6->3->2->5的顺序到达5号小岛,然后船夫到5号小岛将主角接回湖边。这样主角就将所有桥上的道具都收集齐了。
输入
第1行:2个正整数,N,M。分别表示岛屿数量和木桥数量。1≤N≤10,000,1≤M≤50,000
第2..M+1行:每行2个整数,u,v。表示有一座木桥连接着编号为u和编号为v的岛屿,两个岛之间可能有多座桥。1≤u,v≤N
输出
第1行:1个字符串,如果能收集齐所有的道具输出“Full”,否则输出”Part”。
- 样例输入
-
6 8 1 2 1 4 2 4 2 5 2 3 3 6 4 5 5 6
- 样例输出
-
Full
提示:提示:欧拉路的判定
小Ho:好麻烦啊,是我的话就随便走几步,到没路可走不就好了么!
小Hi:那样的话,收集的道具会少很多,万一以后要用到,又得重新读档了。
小Ho:好吧,让我先想想。
<两分钟后>
小Ho:这个好像是一笔画问题哎,我们是在求一个方法能够一笔画出所有边吧?
小Hi:没错,这就是一笔画问题,不过它更正式的名字叫做欧拉路问题。其定义是
给定无孤立结点图G,若存在一条路,经过图中每边一次且仅一次,该条路称为欧拉路。
小Ho:既然有名字,那就证明这东西有解咯?
小Hi:没错,欧拉路是有判定条件的:一个无向图存在欧拉路当且仅当该图是连通的且有且只有2个点的度数是奇数,此时这两个点只能作为欧拉路径的起点和终点。
若图中没有奇数度的点,那么起点和终点一定是同一个点,这样的欧拉路叫做欧拉回路
对于任意一个点来说,从其他点到它的次数和从它到其他点的次数必然是相等的,否则就会出现出去次数和进入次数不同。若进入次数多,则该点位终点,若出去次数多则该点为起点。
对于一个无向图来说,进入和出去的次数恰好反映在度的数量上。所以奇数度的点至多只能有2个。
严格的证明的话:
若图G连通,有零个或两个奇数度结点,我们总有如下方法构造一条欧拉路:
- 若有两个奇数度结点,则从其中的一个结点开始构造一条迹,即从v[0]出发经关联边e[1]“进入”v[1],若v[1]的度数为偶数,则必可由v[1]再经关联边e[2]进入v[2],如此进行下去,每边仅取一次。由于G是连通的,故必可到达另一奇数度结点停下,得到一条迹L:v[0]-e[1]-v[1]-e[2]…v[i]-e[i+1]…v[k]。若G中没有奇数度结点则从任一结点v[0]出发,用上述方法必可回到结点v[0],得到上述一条闭迹L1。
- 若L1通过了G的所有边,则L1就是欧拉路。
- 若G中去掉L1后得到子图G′,则G′中每个结点度数为偶数,因为原来的图是连通的,故L1与G′至少有一个结点v[i]重合,在G′中由v[i]出发重复第一步的方法,得到闭迹L2。
- 当L1与L2组合在一起,如果恰是G,则即得欧拉路,否则重复第三步可得到闭迹L3,以此类推直到得到一条经过图G中所有边的欧拉路。
不妨看看前面的例子:
对于这个图来说,编号为4,5的点度数为奇数,其他为偶数。根据上面的性质,我们知道起点和终点一定是4、5节点。我们先从4开始随便画一条边直到无路可走:
在这一步中我们连接了4-5-6-3-2-5。根据欧拉路的构造,我们得到了L1。因为L1并没有走过所有的边,所以我们执行步骤3,可以发现对于4和2都是与子图G'重合的点,在子图上我们可以得到L2(2-4-1-2):
L1和L2合并就构成了欧拉路。
小Ho:既然有这个性质,那么我只需要计算每个点的度数就能知道能否走过所有的边了。
小Hi:没错,但是别忘了最重要的一点,需要整个图是连通的才行。
1 #include<iostream> 2 #include<vector> 3 4 using namespace std; 5 6 void DFS(vector<vector<int> >& Graph, int i,vector<bool>& visited, int& cnt) 7 { 8 if (i>=Graph.size()) 9 { 10 return; 11 } 12 13 int sz = Graph.size(); 14 15 if(!visited[i]) 16 { 17 visited[i] = true; 18 cnt++; 19 for (int j = 0; j<Graph[i].size(); j++) 20 { 21 if(!visited[Graph[i][j]]) 22 DFS(Graph, Graph[i][j], visited, cnt); 23 } 24 } 25 } 26 27 bool isConnectedGraph(vector<vector<int> >& Graph) 28 { 29 int sz = Graph.size(); 30 vector<bool> visited(sz, false); 31 32 int cnt = 0; 33 DFS(Graph, 0, visited, cnt); 34 if(cnt<sz) 35 return false; 36 return true; 37 } 38 39 int main() 40 { 41 int N, M; 42 cin>>N>>M; 43 vector<int> edge; 44 vector<vector<int> > Graph(N, edge); 45 vector<int> Degree(N, 0); 46 47 int i=M; 48 while(i--) 49 { 50 int a, b; 51 cin>>a>>b; 52 a--; 53 b--; 54 Graph[a].push_back(b); 55 Degree[a]++; 56 Degree[b]++; 57 } 58 59 int cntOfOdd = 0; 60 61 for (int i=0; i<N; i++) 62 { 63 if(Degree[i]%2==1) 64 cntOfOdd++; 65 } 66 if(cntOfOdd!=2 && cntOfOdd!=0) 67 cout<<"Part"; 68 else 69 { 70 if(isConnectedGraph(Graph)) 71 cout<<"Full"; 72 else 73 cout<<"Part"; 74 } 75 76 77 return 0; 78 }