外观
Euler图
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2025-03-16
一、Euler轨迹(欧拉路径)
定义
Euler轨迹是图中经过每条边恰好一次的轨迹(允许重复经过顶点,但不重复经过边)。
存在条件
- 无向图:当且仅当图是连通的,且恰好有两个奇度数顶点(其余顶点度数均为偶数)。
- 有向图:当且仅当图是强连通的,且恰有一个顶点入度=出度+1(起点),一个顶点入度=出度-1(终点),其余顶点入度=出度。
二、Euler回路(欧拉回路)
定义
Euler回路是图中经过每条边恰好一次且起点与终点重合的闭合轨迹。
存在条件
- 无向图:当且仅当图是连通的,且所有顶点度数均为偶数。
- 有向图:当且仅当图是强连通的,且每个顶点的入度=出度。
三、Euler图
定义
- Euler图:包含至少一条Euler回路的图。
- 半Euler图:无Euler回路但存在Euler轨迹的图。
类型对比
类型 | 无向图条件 | 有向图条件 |
---|---|---|
Euler图 | 连通,全偶数度 | 强连通,入度=出度 |
半Euler图 | 连通,恰好2个奇度顶点 | 强连通,1顶点入度=出度+1,1顶点入度=出度-1 |
四、Euler定理(Hierholzer定理)
内容
若图是Euler图,则可以通过以下步骤构造Euler回路:
- 选择起点:任选一个顶点作为起点(若为半Euler图,则选奇度顶点)。
- 遍历边:沿未访问的边走,直到无法继续(回到起点)。
- 回溯补环:若存在未访问边,从路径中某个顶点出发构造子环,合并到主路径。
五、例题
例题1:判断Euler图
题目:判断下图是否为Euler图或半Euler图,并说明理由。
A ——— B
| \ / |
| C |
| / \ |
D ——— E
解:
- 顶点度数:A(3), B(3), C(4), D(3), E(3)
- 结论:非Euler图(存在4个奇度顶点),也非半Euler图(奇度顶点数不为2)。
例题2:构造Euler回路
题目:在以下图中构造Euler回路:
1 --> 2
↑ ↓
4 <-- 3
解:
- 条件验证:每个顶点入度=出度=1,满足Euler图条件。
- 构造路径:1→2→3→4→1。
例题3:七桥问题
题目:哥尼斯堡七桥问题能否找到Euler轨迹?
解:
- 抽象模型:四个陆地顶点(度数分别为3, 3, 3, 3);
- 结论:不存在Euler轨迹(奇度顶点数量为4,超过2个)。
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