C#,图论与图算法,计算无向连通图中长度为n环的算法与源代码

1 无向连通图中长度为n环

给定一个无向连通图和一个数n,计算图中长度为n的环的总数。长度为n的循环仅表示该循环包含n个顶点和n条边。我们必须统计存在的所有这样的环。

为了解决这个问题,可以有效地使用DFS(深度优先搜索)。使用DFS,我们可以找到特定源(或起点)的长度(n-1)的所有可能路径。然后我们检查该路径是否以其开始的顶点结束,如果是,则将其计为长度为n的循环。注意,我们查找长度为n-1的路径,因为第n条边将是循环的闭合边。

可以仅使用V–(n–1)个顶点(其中V是顶点总数)搜索长度(n-1)的每个可能路径。

对于上面的示例,可以仅使用5-(4-1)=2个顶点搜索长度为4的所有循环。这背后的原因很简单,因为我们使用这2个顶点(包括其余3个顶点)搜索所有可能的长度(n-1)=3的路径。因此,这两个顶点也覆盖了其余3个顶点的循环,并且仅使用3个顶点,我们无论如何都不能形成长度为4的循环。

还有一点需要注意的是,每个顶点为其形成的每个循环找到2个重复的循环。对于上面的示例,第0个顶点找到两个重复的循环,即0->3->2->1->0和0->1->2->3->0。因此,总计数必须除以2,因为每个周期计数两次。

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