构建网格图顶点与边集及判断欧拉回路的技术咨询
构建网格图顶点与边集及判断欧拉回路的技术咨询
嗨,我来帮你梳理清楚这个问题!首先不用纠结题目没给出m和n的具体值——这类问题的核心就是让你针对任意正整数m、n做一般性分析,找出满足欧拉回路存在条件的m、n组合就行。
先帮你把这个图的结构拆解明白:
- 顶点集V:这本质上是一个m行n列的网格里的所有格子,每个顶点用坐标
(i,j)表示,i是1到m的行号,j是1到n的列号,说白了就是个m×n的完全网格连接图(注意不是普通的相邻格子相连,是同整行或同整列的所有顶点之间都有边)。 - 边集E:两个顶点之间有边,当且仅当它们在同一行(i=k但j≠l)或者同一列(j=l但i≠k),也就是每个顶点会和所在行、列的所有其他顶点都相连。
接下来咱们聚焦到欧拉回路的判定核心:每个顶点的度数必须是偶数(同时图得是连通的,这个图显然满足——随便两个顶点都能通过行/列的边连通)。
咱们来计算任意顶点(i,j)的度数:
- 同一列共有m个顶点,去掉自身,有
m-1条边; - 同一行共有n个顶点,去掉自身,有
n-1条边; - 该顶点的总度数为:$$(m-1)+(n-1) = m + n - 2$$
现在就看这个度数为偶数的条件:
m + n - 2 是偶数 ↔ m + n 是偶数 ↔ m和n同奇偶(要么都是奇数,要么都是偶数)
举几个例子验证下:
- 当m=2,n=2(都是偶数):每个顶点度数是2+2-2=2(偶数),确实存在欧拉回路,比如
(1,1)→(1,2)→(2,2)→(2,1)→(1,1); - 当m=3,n=3(都是奇数):每个顶点度数是3+3-2=4(偶数),满足条件;
- 当m=2,n=3(一奇一偶):每个顶点度数是2+3-2=3(奇数),不存在欧拉回路。
另外顺便提一下问题里的第一个图(7位比特串图):
每个7位比特串,汉明距离≤2的相邻顶点数量是:
- 汉明距离1的串:$\binom{7}{1}=7$个
- 汉明距离2的串:$\binom{7}{2}=21$个
总度数是7+21=28(偶数),而且这个图是连通的(任意两个串都能通过每次改1位的路径连通,改1位的边属于距离≤2的范畴),所以这个图也存在欧拉回路。
最终结论:
- 问题(2)的网格图:当且仅当m和n同奇偶(均为奇数或均为偶数)时,存在欧拉回路;
- 问题(1)的7位比特串图:存在欧拉回路。
备注:内容来源于stack exchange,提问作者rolling_dog
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