【图论】欧拉通路和哈密顿通路

本文为图论的学习总结,讲解欧拉通路和哈密顿通路。

欧拉通路与欧拉回路

G G G 中的欧拉回路是包含图中每条边的简单回路,欧拉通路是包含图中每条边的简单通路。

含有至少 2 个顶点的连通多重图具有欧拉回路且仅当每个顶点度为偶数。

连通多重图具有欧拉通路但无欧拉回路当且仅当它恰有 2 个度为奇数的顶点。

费勒里(Fleury)算法

该算法用来构造欧拉回路。从连通多重图任意一个顶点开始,连续地选择边来形成一条回路。选择后就删除该边,使得每条边从上一条边结束度地方开始,且不是割边,除非别无选择。

哈密顿通路与哈密顿回路

经过图中每个顶点恰好一次的简单通路称为哈密顿通路,经过每个顶点恰好一次的简单回路称为哈密顿回路

哈密顿回路存在条件

哈密顿回路不能包含更小的回路。

n ≥ 3 n\ge 3 n3 时, K n K_n Kn 有哈密顿回路。一个图的边越多,越可能有哈密顿回路。

狄拉克定理

每个顶点的度都至少为 n / 2 n/2 n/2,则有哈密顿回路。

欧尔定理

对每对不相邻的顶点 u , v u,v u,v,都有 deg ⁡ ( u ) + deg ⁡ ( v ) ≥ n \deg(u)+\deg(v)\ge n deg(u)+deg(v)n,则有哈密顿回路。

应用

旅行商问题(TSP)要求一个旅行商微了访问一组城市应当选择的最短路线,实质为一个图中寻找哈密顿回路,使回路的边权和最小。

求解 TSP 问题最直接的做法是检查所有的哈密顿回路,选择总权值最小的一条回路。

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