Пошук Ейлерового циклу в неорієнтованому графі

Ейлеровим циклом (також відомий як Ейлерів ланцюг) називається замкнутий маршрут, в якому кожне ребро графа зустрічається точно один раз. Для існування такого маршруту в зв'язному неорієнтованому графі необхідно і достатньо, щоб степінь для всіх його вершин була парною. Сьогодні, розглянемо алгоритм, основна ідея якого збігається з алгоритмом обходу графа в глибину, та з його допомогою, для деякого неорієнтований граф , знайдемо Ейлерів цикл. Для цього, припустимо, що вимога зв'язності і парності степенів для нього виконується. Відмітимо, що в такому випадку граф є, принаймі, двозв'язним а отже, містить цикл.

poshuk_ejlerovogo_shljahu_v_grafi18

Графічне представлення алгоритму пошуку Ейлерового циклу

Отже, для побудови Ейлерового циклу довільно виберемо одну з вершин графа , наприклад вершину . На наступному кроці, виберемо будь-яке з інцидентних даній вершині ребер, наприклад , і з його допомогою перейдемо у відповідну суміжну вершину. Ребро  після виконання цих дій, вважатиметься пройденим. Після цього, повторюємо цю операцію, щоразу обираючи нове ребро, поки не опинимося в вихідній вершині  і не замкнемо цикл.

Читати повністю

Перевірка неорієнтованого графа на наявність циклів в середовищі програмування delphi

В даному параграфі розглядатиметься delphi-проект, який використовуючи пошук в глибину виконує перевірку неорієнтованого графа на наявність циклів. Відмітимо, що, слідуючи даному алгоритму, неорієнтований граф має цикл в тому і тільки в тому випадку, коли при його обході в глибину було виявлено ребро, яке веде в уже відвідану вершину (зворотнє ребро). В такому випадку, кожне з таких ребер є частиною одного циклу.

Отже, delphi-проект складається з однієї форми, яка в свою чергу складається з наступних елементів: панель інструментів (компонент типу TPanel — служить контейнером для чотирьох кнопок «Додати вершину», «Додати ребро», «Видалити граф», «Перевірити граф на наявність циклів»), графічний редактор (компонент типу TImage) та область виводу результатів (компонент типу TMemo). Перші два з них призначені для побудови та графічного представлення неорієнтованого графа і третій — виводить, у вигляді послідовності вершин, в якій кожна вершина з'єднана з наступною ребром, всі цикли, які містить розглядуваний граф.

Виходячи з того, що на даному сайті нами вже було розглянуто декілька delphi-проектів, основним приначенням яких є розв'язок задач з курсу теорія графів і інтерфейс головної форми яких є абсолютно ідентичним, то опис роботи цих елементів розглядати не будемо. Це все можна почитати перейшовши, наприклад, за посиланням Побудова дерева обходу в глибину засобами delphi. А відразу перейдемо до практики, де спробуємо перевірити на ациклічність неорієнтований граф наступного вигляду.

Читати повністю

Пошук компонент зв'язності графа використовуючи алгоритм обходу в глибину

В даному параграфі розглядається delphi-проект, призначений для розв'язку задач на відшукання всіх компонент зв'язності неорієнтованого графа. Опишемо суть даної задачі більш детально. Отже, припустимо, що розглядається деякий неорієнтований граф з вершинами і ребрами. Потрібно розбити його вершини на групи, і зроти це таким чином, щоб в рамках однієї групи можна було б дійти від однієї вершини до будь-якої іншої, а між різними групами — шляху не існувало б. При цьому, повинні бути конкретно перераховані вершини, що входять в кожну таку групу.

Відмітимо, що для розв'язку задач такого типу, зазвичай, використовують один з двох алгоритмів. Це обхід графа в глибину або обхід графа в ширину. Розглядуваний delphi-проект реалізує перший з них.

Отже, головна форма проекту ділиться на три частини і складається з панелі інструментів, графічного редактора та області виводу результатів. Розглянемо призначення кожної з них більш детально.

Читати повністю

Перевірка неорієнтованого графа на зв'язність та ациклічність

Після того, як з основними моментами алгоритмів обходу неорієнтованого графа в глибину та обходу в ширину розібралися, перейдемо до розгляду стандартних завдань, що вирішуються за їх допомогою. Відмітимо, що важливим застосуванням цих двох алгоритмів є перевірка графа на зв'язність та ациклічність. Оскільки дані алгоритми завершуються після того, як всі вершини заданого графа пройдені і поєднані деяким шляхом зі стартовою, то здійснити перевірку графа на зв'язність можна наступним чином. Почнемо пошук в глибину (ширину) з довільної вершини і після завершення перевіримо, чи всі вершини графа пройдені. Якщо всі, то граф зв'язний, в іншому випадку — ні. Взагалі кажучи, такий підхід можна використовувати і для визначення компонент зв'язності графа. Покажемо, яким чином це реалізується.

Читати повністю

Обхід графа в глибину

Пошук в глибину (або обхід в глибину) є одним з основних і найбільш часто вживаних алгоритмів обходу всіх вершин і ребер графа. Згідно з цим алгоритмом обхід здійснюється за наступним правилом: у графі вибираємо довільну вершину, наприклад , і починаємо з неї пошук. Початкова вершина  (називається коренем пошуку в глибину) після цього вважається пройденою. На наступному кроці, вибираємо ребро , інцидентне вершині  (орієнтуємо при цьому його напрямок з  в ), і з його допомогою, переходимо у вершину . Відмітимо, що ребро  після цих дій вважається переглянутим і називається ребром дерева, а вершина  називається батьківською по відношенню до вершини .

Пошук в глибину

Пошук в глибину в неорієнтованому графі

У загальному випадку, коли ми перейшли в будь-яку вершину графа, в нашому випадку це вершина , виникають два варіанти можливих дій:

Читати повністю

« Попередня сторінка