欧拉回路问题

欧拉回路

有一条名为Pregel的河流经过Konigsberg城。城中有7座桥,把河中的两个岛与河岸连接起来。当地居民热衷于一个难题:是否存在一条路线,可以不重复地走遍7座桥。这就是著名的七桥问题。它由大数学家欧拉首先提出,并给出了完美的解答,如图所示。
七桥问题
欧拉首先把图(a)中的七桥问题用图论的语言改写成图(b),则问题变成了:能否从无向图中的一个结点出发走出一条道路,每条边恰好经过一次。这样的路线称为欧拉道路(enlerian path),可以形象地称为“一笔画”。
不难发现,在欧拉道路中,“进”和“出”是对应的——除了起点和终点外,其他点的“进出”次数应该相等,换句话说,除了起点和终点外,其他点的度数应该有偶数。很可惜,在七桥问题中,所有4个点的度数均是奇数(这样的点也称为奇点),因此不可能存在欧拉道路。上述条件也是充分条件——如果一个无向图是连通的,且最多只有两上奇点,则一定存在欧拉道路。如果有两个奇点,则必须从其中一个奇点出发,另一个奇点终止;如果奇点不存在,则可以从任意点出发,最终一定会回到该点(称为欧拉回路)。

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