题意:
混合图的欧拉回路,存在的话输出路径,不存在输出提示信息。
思路:
回忆概念:
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如果图G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(Euler path)。
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如果一个回路是欧拉路径,则称为欧拉回路(Euler circuit)。
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无向图存在欧拉回路的充要条件
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,且该图是连通图。 -
有向图存在欧拉回路的充要条件
一个有向图存在欧拉回路,所有顶点的入度等于出度且该图是连通图。 -
混合图存在欧拉回路条件
要判断一个混合图G(V,E)(既有有向边又有无向边)是欧拉图,方法如下:
假设有一张图有向图G’,在不论方向的情况下它与G同构。并且G’包含了G的所有有向边。那么如果存在一个图G’使得G’存在欧拉回路,那么G就存在欧拉回路。
其思路就将混合图转换成有向图判断。实现的时候,我们使用网络流的模型。现任意构造一个G’。用Ii表示第i个点的入度,Oi表示第i个点的出度。如果存在一个点k,|Ok-Ik|mod 2=1,那么G不存在欧拉回路。接下来则对于所有Ii>Oi的点从源点连到i一条容量为(Ii-Oi)/2的边,对于所有Ii<Oi的点从i连到汇点一条容量为(Oi-Ii)/2的边。如果对于节点U和V,无向边(U,V)∈E,那么U和V之间互相建立容量为1的边。如果此网络的最大流等于∑|Ii-Oi|/2,那么就存在欧拉回路。
一般来说,对于混合图问题,可以先把无向边化为两条有向边来解决。但这个题不行,求欧拉回路的话,不管是什么边只能走一次。所以像上面所说,要给每个无向边重定向。
要注意的是,只能把无向边加入网络,而不能把原图中的有向边纳入到网络模型中,因为最终某条弧有流量就代表被反向了,而原图中的有向边方向已经固定,不能再改变。
#include <cstdio>
#include <queue>
#include <vector>
#include <cstring>
#include <algorithm>
#define fi first
#define se second
#define pii pair<int,int>
using namespace std;
typedef long long LL;
const int INF = 0x3f3f3f3f;
const int maxn = 100+5;
const int maxm = 500+5;
int n, m;
int dis[maxn], cur[maxn];
int diff[maxn]; // 每个点出度与入度之差
int u[maxm], v[maxm];
int directed[maxm], id[maxm]; // 每条边是否是有向边; 无向边的编号
// 图
struct Edge{
int u,v,cap,flow;
Edge(int a, int b, int c, int d):u(a),v(b),cap(c),flow(d){}
};
vector<Edge> edges;
vector<int> G[maxn];
void init(){
for(int i = 0; i < n+2; ++i) G[i].clear();
edges.clear();
}
void addEdge(int u, int v, int cap){
edges.push_back(Edge(u,v,cap,0));
edges.push_back(Edge(v,u,0,0));
int m = edges.size();
G[u].push_back(m-2);
G[v].push_back(m-1);
}
bool bfs(int s, int t){
memset(dis, -1, sizeof(dis));
dis[s] = 0;
queue<int> Q;
Q.push(s);
while(!Q.empty()){
int x = Q.front(); Q.pop();
for(int i = 0; i < G[x].size(); ++i){
Edge e = edges[G[x][i]];
if(dis[e.v] == -1&&e.cap > e.flow){
dis[e.v] = dis[x] + 1;
Q.push(e.v);
}
}
}
return dis[t] != -1;
}
int dfs(int s, int t, int f){
if(s == t||f == 0) return f;
int ans = 0;
for(int& i = cur[s]; i < G[s].size(); ++i){
Edge e = edges[G[s][i]];
if(dis[e.v] == dis[s] + 1&&e.cap > e.flow){
int a1 = min(f, e.cap - e.flow);
int a2 = dfs(e.v, t, a1);
if(a2 == 0) continue;
edges[G[s][i]].flow += a2;
edges[G[s][i]^1].flow -= a2;
ans += a2;
f -= a2;
if(f <= 0) break;
}
}
return ans;
}
int dinic(int s, int t){
int ans = 0;
while(bfs(s, t)) {
memset(cur, 0, sizeof(cur)); // 不加会超时!!!
ans += dfs(s, t, INF);
}
return ans;
}
// 输出路径
vector<int> G2[maxn];
vector<int> vis[maxn]; // vis[i][j]: 边(i,j)访问状态
vector<int> path;
void euler(int u){
for(int i = 0; i < G2[u].size(); ++i){
if(!vis[u][i]){
vis[u][i] = 1;
euler(G2[u][i]);
path.push_back(G2[u][i] + 1);
}
}
}
void print_ans(){
for(int i = 0; i < n; i++) { G2[i].clear(); vis[i].clear(); }
// 建立把无向边重定向后的新图G2
for(int i = 0; i < m; ++i){
bool rev = false;
// 如果是无向边且被重定向了
if(!directed[i]&&edges[id[i]].flow > 0) rev = true;
if(!rev){ G2[u[i]].push_back(v[i]); vis[u[i]].push_back(0); }
else { G2[v[i]].push_back(u[i]); vis[v[i]].push_back(0); }
}
path.clear();
euler(0);
printf("1");
for(int i = path.size()-1; i >= 0; --i) printf(" %d",path[i]);
printf("\n");
}
int main()
{
freopen("in.txt","r",stdin);
int T; scanf("%d",&T);
while(T--){
memset(diff, 0, sizeof(diff)); // diff[]:出度 - 入度
bool flag = true;
scanf("%d%d",&n,&m);
init();
for(int i = 0; i < m; ++i){
int a,b,c;
char dir[5];
scanf("%d%d%s",&u[i],&v[i],dir);
--u[i]; --v[i];
directed[i] = (dir[0] == 'D' ? 1 : 0);
++diff[u[i]]; --diff[v[i]];
// 无向边
if(!directed[i]){ id[i] = edges.size(); addEdge(u[i], v[i], 1); }
}
// 检查每个点的出度和入度是否满足欧拉回路的条件
for(int i = 0; i < n; ++i)
if(diff[i] % 2 != 0) { flag = false; break;}
// 建立网络,源点和汇点
if(flag){
int s = n, t = n+1;
int sum = 0;
for(int i = 0; i < n; ++i){
if(diff[i] > 0) { addEdge(s, i, diff[i]/2); sum+=diff[i]/2; }
if(diff[i] < 0) { addEdge(i, t, -diff[i]/2); }
}
int ans = dinic(s, t);
if(ans != sum) flag = false; // 如果求出来最大流!=sum,无解
}
if(!flag) printf("No euler circuit exist\n");
else print_ans();
if(T) printf("\n");
}
return 0;
}