离散数学中的图的连通性与欧拉路径问题
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欧拉图--欧拉通路离散学过欧拉图的⼀些知识今天遇到⼀个题,挺有趣的。
⾸先,欧拉图,是指能从任意⼀点,不重复经过所有边能回到起点的图便是欧拉图。
这个路也叫欧拉回路。
次之,欧拉通路,任意⼀点,不重复经过所有边,不回到起点。
这个路叫欧拉通路。
记得书上的分析是从出⼊度来分析的,对于⽆向图,⼀点的度即是该点连接的边数。
对于有向图,就分为出度和⼊度。
欧拉回路:⽆向图中,所有点都是偶度点,存在欧拉回路。
有向图中,所有点的出度等于⼊度,存在欧拉回路。
欧拉通路:⽆向图中,满⾜有且仅有0或1对奇度点,即存在欧拉通路(奇度点分别为起点和终点)。
有向图中,满⾜有且仅有0或1对点的出⼊度差值为1,即存在欧拉通路(⾃然,出度多的那个是起点,⼊度多的那个是终点)。
那么,对代码来说,这也很容易实现,但是但是但是!我wa了很多次错误点:1.⼤写字母的ascll码⽐⼩写字母ascll码⼤。
2.这题是欧拉通路,没注意奇度点的先后性,也就是,如果有奇度点,得从奇度点开始遍历,⽽不是直接从⼩到⼤找第⼀个有度的字母,也就是得遍历两次找起点。
3.有重复边的存在,不能简单矩阵存图。
4.这题有重复字母,a->a这种也有,遇到⼀组数据如下6aabbccabbccaaabbcca这组数据顺序遍历输出会编程aabbca,少⼀个c,这是bfs遍历的问题,也即存在最后连不起来的情况。
另外,对于dfs也要注意⼀个地⽅,就是需要结束时去存答案,⽽不是开始遍历前存答案。
但是为什么:这样逆序输出从⼩到⼤dfs搜索的答案能保证最后的答案还是字典序最⼩的?这个问题还不是很明⽩,暂留⼀问吧。
5.连通性问题(虽然这题没出到这种数据,但是也确实是⼀个wa点)最后就贴上上述题的代码吧。
#include<iostream>#include<cstring>#include<cstdlib>#include<vector>#include<queue>#include<cmath>#include<map>#include<algorithm>using namespace std;#define N 202#define mt(x) memset(x,0,sizeof x) typedef long long ll;void cn(ll x){cout<<x<<endl;}void cs(string x){cout<<x<<endl;} vector<int>vc[N];int n;int vis[N][N],c;char ans[N];int edge[N];void add(int x,int y){vc[x].push_back(y);vc[y].push_back(x);vis[x][y]++;vis[y][x]++;edge[x]++;edge[y]++;}void find(int x){for(int i='A';i<='z';++i){if(vis[x][i]){vis[x][i]--;vis[i][x]--;find(i);}}ans[c++]=x;}bool pd(){int cnt=0,t=0;for(int i='A';i<='z';++i)if(edge[i]%2){cnt++;if(!t)t=i;}if(!t){for(int i='A';i<='z';++i)if(edge[i]){t=i;break;}}if(cnt&&cnt!=2)return false;find(t);return true;}void PR(){while(c)cout<<ans[--c];cout<<endl;}void solve(){cin>>n;mt(edge);for(int i=0;i<n;++i){string s;cin>>s;add(s[0],s[1]);}if(!pd()||c!=n+1)cs("No Solution"); else PR();}int main(){ios::sync_with_stdio(false);cin.tie(0);solve();return0;}。
离散数学图的连通性判定方法介绍离散数学是一门研究离散结构以及这些结构中的对象、性质和关系的学科。
其中,图论是离散数学中的一个重要分支,主要研究图的性质和关系。
图是由节点和边组成的结构,可以用于表示各种实际问题以及计算机科学中的数据结构。
在图的研究中,连通性是一个重要的概念,它描述了图中节点之间是否存在路径相连。
在实际应用中,判断图的连通性是一个常见的问题。
下面将介绍几种常用的图的连通性判定方法。
1. 深度优先搜索(DFS)深度优先搜索是一种常用的图遍历算法,它通过栈来实现。
该算法从图的某个节点开始,首先访问该节点并将其标记为已访问,然后递归地访问它的邻居节点,直到所有可达的节点都被访问过。
如果在搜索过程中访问了图中的所有节点,则图是连通的。
否则,图是不连通的。
2. 广度优先搜索(BFS)广度优先搜索也是一种常用的图遍历算法,它通过队列来实现。
与深度优先搜索不同的是,广度优先搜索首先访问图中的某个节点,并将其标记为已访问。
然后访问该节点的所有邻居节点,并将未访问的邻居节点加入队列。
接下来,依次从队列中取出节点并访问其邻居节点,直到队列为空。
如果在搜索过程中访问了图中的所有节点,则图是连通的。
否则,图是不连通的。
3. 并查集并查集是一种数据结构,用于管理元素之间的动态连通性。
在图的连通性判定中,可以使用并查集来判断图中的节点是否连通。
首先,将每个节点都初始化为一个独立的集合。
然后,遍历图中的所有边,如果两个节点之间存在边,则将它们所在的集合合并为一个集合。
最后,判断图中是否只存在一个集合,如果是,则图是连通的。
否则,图是不连通的。
4. 最小生成树最小生成树是一种保留了图连通性的树结构。
在连通性判定中,可以通过构建最小生成树来判断图的连通性。
首先,选择一个节点作为起始节点。
然后,从所有与当前树相连的边中选择权值最小的边,并将连接的节点加入树中。
重复该过程,直到树中包含了图中的所有节点。
如果最后构建的树包含图中的所有节点,则图是连通的。
离散数学欧拉图第7讲基本概念定义7.1◆通过无向图中所有边一次且仅一次行遍所有顶点的迹称为欧拉迹。
◆通过无向图中所有边一次且仅一次行遍所有顶点的闭迹称为欧拉环游。
◆具有欧拉环游的图称为欧拉图。
回忆思考哥尼斯堡七桥问题即下图是否是欧拉图的问题。
CA BD定理7.1设G是非平凡无向图,则G是欧拉图 G是连通图且G中没有奇点。
证明“”连通,显然。
因为所有的边都在欧拉环游上出现一次且仅一次,所以每个顶点的度=该顶点在欧拉环游上出现的次数的2倍。
故每个点都是偶点。
证:证明“”任一个无奇点的无向图,从任一条边开始都能长出一条闭迹。
设P 是G 中最长的闭迹,则P 是G 的欧拉环游。
(想想为什么?)故G 是欧拉图。
证:定理7.1(其中的必要性就足够了)回答了(实际上是否定)哥尼斯堡七桥问题。
CA BD推论设G 是非平凡无向图,则G有欧拉迹 G是连通图且G中至多有2个奇点。
一个图有欧拉迹,在中国古代被称为是“一笔画”的。
比如“日”可一笔画,而“田”不可一笔画。
思考上述定理给出了欧拉图的判定条件,那么如何找出欧拉环游呢?Fleury算法——一种求欧拉环游的方法(1) 任取v0∈V(G),令P0= v0。
(2) 设P i= v0e1v1e2… e i v i已经选取,按下面方法来从E(G)-{e1,e2… e i}中选取e i+1:(a) e i+1与v i相关联;(b) 除非无别的边可供选择,否则e i+1不为G i=G-{e1,e2… e i}中的桥。
(3) 当(2)不能再进行时,算法停止。
123 456 789谢谢观看。
离散数学解决离散数学中的问题离散数学是数学的一个分支领域,主要研究离散结构以及离散对象之间的关系。
它在计算机科学、信息技术、密码学等领域中有着广泛的应用。
在离散数学中,我们可以通过不同的方法和技巧来解决各种问题。
本文将介绍几个常见的离散数学问题,并探讨它们的解决方法。
一、图论问题图论是离散数学中一个重要的分支,主要研究图的性质和关系。
在图论中,常常出现以下几类问题:1. 最短路径问题:给定一个带权重的有向图,要求找到两个顶点之间的最短路径。
常用的解决方法包括Dijkstra算法和Floyd-Warshall算法。
2. 最小生成树问题:给定一个带权重的无向图,要求找到一个包含所有顶点且边的权重之和最小的生成树。
常用的解决方法包括Prim算法和Kruskal算法。
3. 旅行商问题:给定一个带权重的完全有向图,要求找到一条经过每个顶点一次且路径权重最小的环路。
该问题属于NP难问题,常用的解决方法包括动态规划和回溯法。
二、集合与逻辑问题在离散数学中,集合论和逻辑推理是非常重要的工具。
以下是几个与集合和逻辑相关的问题:1. 集合关系的判断:给定两个集合A和B,判断A是否是B的子集、两个集合是否相等等。
可以通过集合的定义和性质进行判断。
2. 命题逻辑问题:给定一系列命题,通过逻辑推理判断命题之间的关系,如“与”、“或”、“非”等。
常用的推理方法包括真值表、推理规则和演绎法。
3. 谓词逻辑问题:给定一个谓词逻辑表达式,通过推理判断该表达式的真假。
谓词逻辑是一种对命题进行量化的方式,常用的推理规则包括全称量化规则和存在量化规则。
三、组合数学问题组合数学是研究离散结构的一种方法,常常涉及到排列、组合和集合等概念。
以下是几个与组合数学相关的问题:1. 排列组合问题:给定一组元素,问有多少种排列或组合方式。
可以通过组合数学中的排列和组合公式来计算。
2. 鸽巢原理问题:给定一组容器和一组元素,要求将元素放入容器中,保证每个容器至少包含一个元素。
1.在计算理论中,正则表达式、有限状态自动机和上下文无关文法分别用来描述哪类语言?o A. 正则语言、上下文无关语言、递归可枚举语言o B. 正则语言、正则语言、上下文无关语言o C. 上下文无关语言、正则语言、正则语言o D. 正则语言、正则语言、递归可枚举语言参考答案: A解析:正则表达式描述正则语言,有限状态自动机描述的也是正则语言,而上下文无关文法描述上下文无关语言。
2.哪种数学结构在数据库设计中用于描述实体及其关系?o A. 图论的图o B. 数论的整数集合o C. 线性代数的矩阵o D. 集合论的集合参考答案: A解析:图论的图结构在数据库设计中用于描述实体间的关系,以实体为节点,关系为边。
3.以下哪种算法是基于离散数学中的图论理论?o A. 傅里叶变换o B. Dijkstra算法o C. 快速排序o D. 线性回归参考答案: B解析:Dijkstra算法用于寻找图中两点间的最短路径,是图论中的一种典型算法。
4.下列哪个概念不是离散数学中图论的基本概念?o A. 邻接矩阵o B. 顶点o C. 边o D. 浮点数参考答案: D解析:浮点数是数值计算中的概念,非图论基本概念。
5.在离散数学中,以下哪种逻辑运算不满足交换律?o A. 与运算o B. 或运算o C. 异或运算o D. 非运算参考答案: C解析:异或运算是不满足交换律的,即a⊕b≠b⊕a(在某些情况下不等号不成立,此题考察基本逻辑概念,按数学严谨性,异或运算满足交换律)。
6.离散数学中,二分图是指?o A. 图中所有节点可以被分为两个互不相交的集合o B. 图中所有节点只能连接到同一集合中的节点o C. 图中所有节点分成三个互不相交的集合o D. 图中所有节点形成一个大集合参考答案: A解析:二分图定义为图中的节点能被分为两个互不相交的集合,且每条边的两个节点分别在不同的集合中。
7.在计算机科学中,离散数学的集合理论主要用于?o A. 程序设计语言的语法定义o B. 数据结构的设计与分析o C. 计算机网络的拓扑结构o D. 算法的时间复杂度分析参考答案: B解析:集合理论在数据结构设计中广泛应用,例如在描述数据元素集合、集合运算等方面。
离散数学中路径与圈知识点详解离散数学是计算机科学中的重要基础学科之一,路径与圈是其中的核心概念之一。
在这篇文章中,我们将详细解释路径与圈的概念和相关知识点,以帮助读者更好地理解和应用离散数学中的路径与圈。
一、路径的定义与性质在图论中,路径是指由图中的顶点和边所构成的序列。
形式化地说,路径可以定义为一个顶点的非空序列,其中顶点之间通过边相连。
路径的长度等于路径中边的数量。
路径具有以下性质:1. 路径可以是有向的或无向的,具体取决于图的类型。
2. 在有向图中,路径可以是有向边的序列,顶点之间按照边的方向顺序相连。
3. 在无向图中,路径可以是顶点的序列,顶点之间通过边相连,但没有方向之分。
4. 路径的长度可以通过统计路径中的边数来计算。
二、圈的定义与性质在图论中,圈是指起点和终点相同的路径。
圈也被称为环或回路。
形式化地说,圈可以定义为一个顶点的非空序列,其中起点和终点相同,而且路径中除起点和终点之外的顶点是互不相同的。
圈具有以下性质:1. 圈可以是有向的或无向的,具体取决于图的类型。
2. 在有向图中,圈是有向边的序列,起点和终点相同。
3. 在无向图中,圈是顶点的序列,起点和终点相同,且路径中除起点和终点之外的顶点不重复。
4. 圈的长度等于圈中边的数量。
三、路径与圈在离散数学中的应用路径与圈在离散数学中有广泛的应用,特别是在图论、网络分析和算法设计中。
以下是路径与圈常见的应用场景:1. 最短路径问题:在给定图中寻找两个顶点之间的最短路径。
最短路径算法,如迪杰斯特拉算法和弗洛伊德算法,就是基于路径的概念来设计的。
2. 图的连通性:路径与圈可以帮助我们判断一个图是否连通,即是否存在路径或圈连接图中的所有顶点。
3. 图的环路检测:通过检测图中是否存在圈,可以判断图是否有环。
在拓扑排序和关键路径分析中,环路检测是一个重要的步骤。
4. 调度问题:路径与圈可以用来解决任务调度问题,如在工厂中优化生产流程,或在计算机网络中优化数据传输路径等。
离散数学公式大全总结离散数学是数学中的一个分支,涵盖了许多概念和公式。
以下是一些离散数学中常见的公式和概念的总结:1. 集合理论:集合并:$A \cup B = {x | x \in A \text{或} x \in B}$集合交:$A \cap B = {x | x \in A \text{且} x \in B}$集合补:$A' = {x | x \notin A}$集合差:$A - B = {x | x \in A \text{且} x \notin B}$幂集:如果$A$有$n$个元素,$P(A)$有$2^n$个子集。
容斥原理:$|A \cup B| = |A| + |B| - |A \cap B|$2. 排列和组合:排列数:$P(n, k) = \frac{n!}{(n - k)!}$组合数:$C(n, k) = \frac{n!}{k!(n - k)!}$二项定理:$(a + b)^n = \sum_{k=0}^{n}C(n, k)a^{n-k}b^k$3. 图论:手握定理:$2 \cdot \text{边数} = \sum \text{度数}$欧拉图:一个连通图是欧拉图,当且仅当每个顶点的度数都是偶数。
哈密顿图:包含图中每个顶点的圈。
图着色:给定图中的顶点,用尽量少的颜色对它们进行着色,使得相邻的顶点颜色不相同。
图的最短路径:Dijkstra算法和Floyd-Warshall算法用于找到图中的最短路径。
4. 布尔代数:布尔变量:$0$表示假,$1$表示真。
逻辑与:$A \land B$逻辑或:$A \lor B$逻辑非:$\lnot A$逻辑与门:$AND$逻辑或门:$OR$逻辑非门:$NOT$布尔恒等定律:$A \land 1 = A$,$A \lor 0 = A$德·摩根定律:$\lnot (A \land B) = \lnot A \lor \lnot B$,$\lnot (A \lor B) = \lnot A \land \lnot B$5. 树和图:树的顶点数与边数关系:$V = E + 1$二叉树的性质:最多有$2^k$个叶子节点,高度为$h$的二叉树最多有$2^{h+1} - 1$个节点。
离散数学中的图的连通性与欧拉路径问题
图论是离散数学中的一个重要分支,研究对象是图。
图是由一组顶点和连接这些顶点的边组成的数学结构。
在图论中,连通性和欧拉路径问题是两个基本概念,对于理解和解决图相关的问题具有重要意义。
一、连通性
在图论中,连通性是指图中任意两个顶点之间存在一条路径。
如果一个图中任意两个顶点都是连通的,则称该图是连通图;如果一个图不是连通图,那么它可以被分解为多个连通的子图,这些子图称为连通分量。
连通性在实际应用中具有广泛的应用。
例如,在社交网络中,连通性可以用来判断两个人之间是否存在关系链;在计算机网络中,连通性可以用来判断网络中的主机之间是否可以进行通信。
二、欧拉路径问题
欧拉路径问题是图论中的一个经典问题,它要求找出一条路径,经过图中每条边一次且仅一次。
如果存在这样的路径,则称图具有欧拉路径。
欧拉路径问题有两种情况:
1. 欧拉回路:如果存在一条路径,从起点出发,经过图中每条边恰好一次后回到起点,则称该图具有欧拉回路。
2. 半欧拉路径:如果存在一条路径,从起点出发,经过图中每条边恰好一次后到达终点,但不回到起点,则称该图具有半欧拉路径。
欧拉路径问题的解决方法有欧拉定理和深度优先搜索算法。
欧拉定理指出,一个连通图具有欧拉回路的充分必要条件是每个顶点的度数都是偶数;一个连通图具有半欧拉路径的充分必要条件是除了起点和终点外,其它顶点的度数都是偶数。
深度优先搜索算法(DFS)是一种用来遍历图或树的算法,它可以用来解决欧拉路径问题。
DFS从起点开始遍历图,当遍历到某个顶点时,选择一个未访问过的邻接顶点进行继续遍历,直到无法继续遍历为止。
通过DFS算法,可以找到图中的欧拉路径。
三、总结
离散数学中的图的连通性与欧拉路径问题是图论中的两个基本概念。
连通性用来描述图中顶点之间的连接情况,欧拉路径问题则是要找出一条路径,经过图中每条边一次且仅一次。
这两个概念在实际应用中具有广泛的应用,对于理解和解决图相关的问题具有重要意义。
在解决连通性问题时,可以通过判断任意两个顶点之间是否存在路径来确定图的连通性。
而对于欧拉路径问题,可以通过欧拉定理和深度优先搜索算法来解决。
欧拉定理给出了图具有欧拉回路或半欧拉路径的充分必要条件,而深度优先搜索算法可以用来找到图中的欧拉路径。
图论作为离散数学中的一个重要分支,不仅在学术研究中有着广泛的应用,也在实际生活中有着诸多应用场景。
通过深入学习图的连通性与欧拉路径问题,可以更好地理解和应用图论的相关知识,为解决实际问题提供有效的方法和思路。