这个问题是我国学者管梅谷在1962年首先提出的,因此在国际上通称为中国邮路问题。
给定一个连通多重图G,若存在一条链过每边一次且仅一次,则称这条链为欧拉链。若存在一个简单圈过每边一次且仅一次,称这个圈为欧拉圈。一个图若有欧拉圈,则称为欧拉图。
【定理7.2】 连通多重图G有欧拉圈,当且仅当G中无奇点。
也就是说,如果在某邮递员所负责的范围内,街道图中没有奇点,那么他就可以从邮局出发,走过每条街道一次且仅一次,这样他走过的路程也是最短路程。
中国邮路问题变为在一个具有奇点的图中,如何将奇点连起来变为偶点成为欧拉图,使各边长之和最短。
【例7.10】 求解图7-28a的中国邮路问题。
图7-28
解 1)虚拟边将所有奇点变为偶点,如图7-28b所示。虚拟边就是邮递员重复经过的街道。(www.daowen.com)
2)调整虚拟边。初始欧拉回路不一定是最短路。判断最短回路的准则是:①每条边最多重复一次,即相邻两点间最多虚拟一条边;②所有回路中虚拟边长之和不超过回路边长之和的一半。
在图7-28b中,回路H1={v4,v5,v7,v6,v4}的边长d(H1)=8+6+1+7=22,其中虚拟边长为13,超过d(H1)的一半,将虚拟边(v4,v6)和(v5,v7)去掉,在v6与v7之间加一条虚拟边。这时v4和v5变成了奇点,将虚拟边(v1,v4)和(v2,v5)改为虚拟边(v1,v3)和(v2,v3),如图7-29a所示。
3)检查图7-29a,回路H2={v1,v2,v3,v1}的边长d(H2)=4+4+1=9,,虚拟边长为5,需要调整,将虚拟边(v1,v3)和(v2,v3)去掉,在(v1,v2)之间添加虚拟边
(v1,v2),如图7-29b所示。
图7-29
4)继续检查,所有回路满足最短回路的准则,图7-29b是最短的欧拉回路,其中边(v1,v2)和(v6,v7)各重复一次。
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