什么是欧拉路径?欧拉路径就是一条能够不重不漏地经过图上的每一条边的路径,即小学奥数中的一笔画问题。而若这条路径的起点和终点相同,则将这条路径称为欧拉回路。
查找欧拉路径可以使用Hierholzer算法,以下题为例讲解一下Hierholzer算法。
LeetCode332重新安排
题目大意:给一组边 [ f r o m , t o ] [from,to] [from,to]表示许多段行程的起点和终点,开始起点是"JFK",输出整个行程,要求字典序最小。
样例输入:[[“MUC”, “LHR”], [“JFK”, “MUC”], [“SFO”, “SJC”], [“LHR”, “SFO”]]
样例输出:[“JFK”, “MUC”, “LHR”, “SFO”, “SJC”]
Hierholzer算法的核心思想是每次走过一条边,删除该边;当我们遍历完一个节点所连的所有节点后,我们才将该节点入栈,将栈中的内容反转,即可得到一笔画结果。
我们结合下面2种情况理解一下算法
从A开始遍历,对于左边的图,先遍历B,删除A → \rightarrow →B;但是B没有遍历结束,又遍历至A,删除B → \rightarrow →A;然后至C,删除A → \rightarrow →C;这时C先入栈;回溯至A,A的所有边都被删除了,A入栈;回溯至B,B的所有边都被删除了,B入栈;回溯至开始的A,A入栈。
对于右边的图,按照字典序,还是先遍历B,删除A → \rightarrow →B;B遍历结束,B入栈;继续从A遍历C,删除A → \rightarrow →C;C又到A,删除C → \rightarrow →A,A的所有边都被删除了,A入栈;回溯至C,C的所有边都被删除了,C入栈;回溯至开始的A,A入栈。
有一定递归程序设计的基础应该能理解上面2个例子,通过这2个例子可以直观地理解Hierholzer算法为什么能够得到欧拉路径。
LeetCode332的题解如下,代码中 d f s ( ) dfs() dfs()函数实现了Hierholzer算法的遍历,答案为栈 s t a sta sta的逆序。
class Solution {
public:
vector<string> sta;
map<string, priority_queue<string, vector<string>, greater<string>>> mp;
void dfs(string cur){
while (mp.count(cur) && mp[cur].size() > 0){
string t = mp[cur].top();
mp[cur].pop();
dfs(t);
}
sta.push_back(cur);
}
vector<string> findItinerary(vector<vector<string>>& tickets) {
for (int i = 0; i < tickets.size(); i++){
mp[tickets[i][0]].push(tickets[i][1]);
}
dfs("JFK");
reverse(sta.begin(), sta.end());
return sta;
}
};