poj 1637 混合欧拉回路 网络流 dinic 以及sap 算法
题意:给出一个混合图(有的边有向,有的边无向),问此图是否存在欧拉回路。
先说说欧拉回路吧,起点和终点相同,经过图G的每条边一次,且只经过一次的路径称为欧拉回路。
按照图的不同分为:无向图欧拉回路、有向图欧拉回路和混合图欧拉回路。
判断一个图是否存在欧拉回路:
1.无向图:图连通,且图中均为偶度顶点。
2.有向图:图连通,且图中所有顶点出入度相等。
3.混合图:混合图欧拉回路的判断是用网络流,实现方法:
首先对所有的无向边随便定向,之后会进行调整。然后统计每个点的出入度,如果有某个点出入度之差为奇数,则不存在欧拉回路,因为相差为奇数的话,无论如果调整边,都不能使得每个点的出入度相等。
现在每个点的出入度之差为偶数了,把这个偶数除以2,得x。则对每个顶点改变与之相连的x条边的方向就可以使得该点出入度相等。如果每个点都能达到出入度相等,自然就存在欧拉回路了。
现在问题就变成了改变哪些边的方向能让每个点出入度相等了,构造网络流模型。
有向边不能改变方向,所以不添加有向边。对于在开始的时候任意定向的无向边,按所定的方向加边,容量为1。源点向所有出>入的点连边,容量为该点的x值;所有入>出的点向汇点连边,容量为该点的x值。
建图完成了,求解最大流,如果能满流分配,则存在欧拉回路。那么哪些边改变方向才能得到欧拉回路呢?查看流量分配,所有流量非0的边就是要改变方向的边。
原理是因为满流分配,所以和源点相连的点一定都有x条边流入,将这些边反向这些点就出入度相等了,和汇点相连的亦然。没有和源、汇相连的已经出入度相等了,当然不用修改,至此欧拉回路求解完毕。
我个人的理解: 首先 上面红色的 是由于 在欧拉回路中每个点的出度都等于入度。 那么当一个点的出度增加1 那么入度一定减少1 那么他们的差依旧保持为偶数 如果不是 说明这个图不会是欧拉回路
我们把无向边随意变成有向边后 会存在有些点的入度不等于出度 ,那么我们需要改变以前的那些无向边中的部分边 使得每个点都能够出度等于入度。
如何修改那 ? 按照上面的方式连接各个边之后 形成的图的意思 就是: 从s到所有边中找出部分边修改使得与s相连的每个点的入度等于出度 同时使得与t相连的每个点的出度等于入度
DINIC算法
#include <stdio.h> #include <string.h> #define VM 222 #define EM 20550 #define inf 0x3f3f3f3f struct Edge { int frm,to,cap,next; }edge[EM]; int head[VM],dep[VM],ep; //dep为点的层次 void addedge (int cu,int cv,int cw) //第一条边下标必须为偶数 { edge[ep].frm = cu; edge[ep].to = cv; edge[ep].cap = cw; edge[ep].next = head[cu]; head[cu] = ep; ep ++; edge[ep].frm = cv; edge[ep].to = cu; edge[ep].cap = 0; edge[ep].next = head[cv]; head[cv] = ep; ep ++; } int BFS (int src,int des) //求出层次图 { int que[VM],i,front = 0,rear = 0; memset (dep,-1,sizeof(dep)); que[rear++] = src; dep[src] = 0; while (front != rear) { int u = que[front++]; front = front%VM; for (i = head[u];i != -1;i = edge[i].next) { int v = edge[i].to; if (edge[i].cap > 0&&dep[v] == -1) //容量大于0&&未在dep中 { dep[v] = dep[u] + 1; //建立层次图 que[rear ++] = v; rear = rear % VM; if (v == des) //找到汇点 返回 return 1; } } } return 0; } int dinic (int src,int des) { int i,res = 0,top; int stack[VM]; //stack为栈,存储当前增广路 int cur[VM]; //存储当前点的后继 跟head是一样的 while (BFS(src,des)) //if BFS找到增广路 { memcpy (cur,head,sizeof (head)); int u = src; //u为当前结点 top = 0; while (1) { if (u == des) //增广路已全部进栈 { int min = inf,loc ; for (i = 0;i < top;i ++) //找最小的增广跟并loc记录其在stack中位置 if (min > edge[stack[i]].cap) //以便退回该边继续DFS { min = edge[stack[i]].cap; loc = i; } for (i = 0;i < top;i ++) //偶数^1 相当加1 奇数^1相当减1 当正向边 = 0&&路径不合适时,正加负减 { //偶数是正向边,奇数是负向边,边从0开始 edge[stack[i]].cap -= min; edge[stack[i]^1].cap += min; } //将增广路中的所有边修改 res += min; top = loc; u = edge[stack[top]].frm; //当前结点修改为最小边的起点 } for (i = cur[u];i != -1;cur[u] = i = edge[i].next) //找到当前结点对应的下一条边 if (edge[i].cap != 0&&dep[u] + 1 == dep[edge[i].to])//不满足条件时,修改cur值(去掉不合适的占)eg:1-->2 1-->3 1-->4 有边 但只有 break; // 1-->4 这条边满足条件 就把1到2、3的边给去掉 if (cur[u] != -1) //当前结点的下一条边存在 { stack[top ++] = cur[u]; //把该边放入栈中 u = edge[cur[u]].to; //再从下个点开始找 } else { if (top == 0) //当前结点无未遍历的下一条边且栈空,DFS找不到下一条增广路 break; dep[u] = -1; //当前结点不在增广路中,剔除该点 u = edge[stack[--top]].frm; //退栈 回朔,继续查找 } } } return res; } int in[VM],out[VM]; int abs(int qa) { if(qa>0) return qa; return -qa; } int main() { int T,n,m; int u,v,d; scanf("%d",&T); while(T--) { scanf("%d%d",&n,&m); ep=0; memset (head,-1,sizeof(head)); memset(out,0,sizeof(out)); memset(in,0,sizeof(in)); while(m--) { scanf("%d%d%d",&u,&v,&d); if(u == v) continue; out[u]++; in[v]++; if(!d) { addedge(u,v,1); } } int flag=0; int sum=0; for(int i=1;i<=n;i++) { if(abs(in[i]-out[i])%2 == 1) { flag=1; break; } if(in[i]<out[i]) { addedge(0,i,(out[i]-in[i])/2); sum += (out[i]-in[i])/2; } else { addedge(i,n+1,(in[i]-out[i])/2); } } if(flag) { printf("impossible\n"); continue; } int ans = dinic(0,n+1); if(sum == ans) printf("possible\n"); else printf("impossible\n"); } return 0; }
#include <stdio.h>
#include<string.h>
#include<algorithm>
using namespace std;
#define MAX 210
#define INFINITY 1000000000
struct edge
{
int cap;
int flow;
int ver;
edge *next;
edge *rev;
};
edge edges[2500];
edge *link[MAX+1];
int dist[MAX +1];
int h[MAX + 1];
int in[MAX+1];
int out[MAX+1];
int num;
int total_flow;
int min(int a, int b)
{
return a < b ? a : b;
};
void addedge(int start, int end, int c)
{
num++;
edges[num].ver = end;
edges[num].cap = c;
edges[num].next = link[start];
link[start] = edges + num;
num++;
edges[num].ver = start;
edges[num].cap = 0;
edges[num].next = link[end];
link[end] = edges + num;
link[start]->rev = link[end];
link[end]->rev = link[start];
}
void rev_bfs(int n, int src, int des)
{
int q[MAX + 1];
int head = 0;
int tail = 0;
for(int i = 1; i <= n; i++)
{
dist[i] = MAX;
h[i] = 0;
}
q[tail++] = des;
dist[des] = 0;
h[0] =补充:软件开发 , C++ ,