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오일러 경로 및 회로


오일러 경로는 모든 모서리를 정확히 한 번만 방문할 수 있는 경로입니다. 같은 정점을 여러 번 사용할 수 있습니다. 오일러 회로는 특수한 유형의 오일러 경로입니다. 오일러 경로의 시작 꼭짓점과 해당 경로의 끝 꼭짓점이 연결되어 있는 경우 이를 오일러 회로라고 합니다.

오일러 경로 및 회로

경로와 회로를 감지하려면 다음 조건을 따라야 합니다.

  • 그래프가 연결되어 있어야 합니다.
  • 정확히 두 개의 정점이 홀수 차수를 가질 때 오일러 경로입니다.
  • 무방향 그래프의 정점이 홀수 차수를 가지지 않으면 오일러 회로입니다.

입력 및 출력

Input:
Adjacency matrix of a graph.
0 1 1 1 0
1 0 1 0 0
1 1 0 0 0
1 0 0 0 1
0 0 0 1 0

Output:
The graph has an Eulerian path.

알고리즘

traverse(u, 방문)

입력: 시작 노드 u와 방문한 노드를 표시하여 방문한 노드를 표시합니다.

출력 - 연결된 모든 정점을 순회합니다.

Begin
   mark u as visited
   for all vertex v, if it is adjacent with u, do
      if v is not visited, then
         traverse(v, visited)
   done
End

연결됨(그래프)

입력 - 그래프.

출력 - 그래프가 연결되어 있으면 참입니다.

Begin
   define visited array
   for all vertices u in the graph, do
      make all nodes unvisited
      traverse(u, visited)
      if any unvisited node is still remaining, then
         return false
   done
   return true
End

isEulerian(그래프)

입력 - 주어진 그래프.

출력 - 오일러 경로가 없으면 0, 오일러 경로가 있으면 1, 오일러 회로가 발견되면 2를 반환합니다.

Begin
   if isConnected() is false, then
      return false
   define list of degree for each node
   oddDegree := 0

   for all vertex i in the graph, do
      for all vertex j which are connected with i, do
         increase degree
      done
      if degree of vertex i is odd, then
         increase dooDegree
   done

   if oddDegree > 2, then
      return 0
   if oddDegree = 0, then
      return 2
   else
      return 1
End

예시

#include<iostream>
#include<vector>
#define NODE 5
using namespace std;

int graph[NODE][NODE] = {
   {0, 1, 1, 1, 0},
   {1, 0, 1, 0, 0},
   {1, 1, 0, 0, 0},
   {1, 0, 0, 0, 1},
   {0, 0, 0, 1, 0}
};
                               
/* int graph[NODE][NODE] = {
   {0, 1, 1, 1, 1},
   {1, 0, 1, 0, 0},
   {1, 1, 0, 0, 0},
   {1, 0, 0, 0, 1},
   {1, 0, 0, 1, 0}
};
*/    //uncomment to check Euler Circuit
                               
/* int graph[NODE][NODE] = {
   {0, 1, 1, 1, 0},
   {1, 0, 1, 1, 0},
   {1, 1, 0, 0, 0},
   {1, 1, 0, 0, 1},
   {0, 0, 0, 1, 0}
};
*/    //Uncomment to check Non Eulerian Graph
               
void traverse(int u, bool visited[]) {
   visited[u] = true;    //mark v as visited

   for(int v = 0; v<NODE; v++) {
      if(graph[u][v]) {
         if(!visited[v])
            traverse(v, visited);
      }
   }
}

bool isConnected() {
   bool *vis = new bool[NODE];
   //for all vertex u as start point, check whether all nodes are visible or not
   for(int u; u < NODE; u++) {
      for(int i = 0; i<NODE; i++)
         vis[i] = false;    //initialize as no node is visited
               
      traverse(u, vis);
         
      for(int i = 0; i<NODE; i++) {
         if(!vis[i])    //if there is a node, not visited by traversal, graph is not connected
            return false;
      }
   }
   return true;
}

int isEulerian() {
   if(isConnected() == false)    //when graph is not connected
      return 0;
   vector<int> degree(NODE, 0);
   int oddDegree = 0;

   for(int i = 0; i<NODE; i++) {
      for(int j = 0; j<NODE; j++) {
         if(graph[i][j])
            degree[i]++;    //increase degree, when connected edge found
      }

      if(degree[i] % 2 != 0)    //when degree of vertices are odd
         oddDegree++; //count odd degree vertices
   }

   if(oddDegree > 2)    //when vertices with odd degree greater than 2
      return 0;
         
   return (oddDegree)?1:2;    //when oddDegree is 0, it is Euler circuit, and when 2, it is Euler path
}

int main() {
   int check;
   check = isEulerian();

   switch(check) {
      case 0: cout << "The graph is not an Eulerian graph.";
         break;
      case 1: cout << "The graph has an Eulerian path.";
         break;
      case 2: cout << "The graph has a Eulerian circuit.";
         break;
   }
}

출력

The graph has an Eulerian path.