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图论----同构图(详解)

图论当中的术语,假设G=(V,E)和G1=(V1,E1)是两个图,如果存在一个双射m:V→V1,使得对所有的x,y∈V均有xy∈E等价于m(x)m(y)∈E1,则称G和G1是同构的,这样的一个映射m称之为一个同构,如果G=G1,则称他为一个自同构。

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简单来说,同构图的结点数必须相同,结构必须相同。

如图3.6,第一个图形和第二个图形的区别在于环的数量。第一个图形为一个环,第二个为两个环,所以不是同构图。

若删去z1和u1,删去v1和w1,连接z1和w1,成为一个v1u1的链和z1w1x1y1的环,依旧不是同构图,因为必须环数相同,链数相同。

但这还是缺少一个条件,比如图形A存在两个环a1和a2,a1有3个结点,a2有5个结点,图形B也有两个环,b1有4个结点,b2有4个结点,依旧不是同构图,这里的条件就是环上或链上的借点数相同,和结点顺序无关。

 

引入例题,HDU3926-Hand in Hand ,判断两次组成的图形是否是同构图。

思路之一:通过并查集确定环数/链数,和环内/链内的人数,再排序进行比较。

排序时按照人数排序,若人数相同要按照状态排序。注意这几点或许会比较容易过。

请先自己进行尝试,尝试后再参考代码。

 1     #include<iostream>   2     #include<cstring>   3     #include<cstdio>   4     #include<math.h>   5     #include<vector>   6     #include<algorithm>   7     #include<queue>   8     #include<set>   9     using namespace std;  10     int pre[10100];  11     struct e{  12         int a,b;  13     };  14     e s1[10010];  15     e s2[10010];  16     int find(int x)  17     {  18         while(x!=pre[x])  19             x=pre[x];  20         return x;  21     }  22     int cmp(e a,e b){  23         if(a.a==b.a) return a.b>b.b;  24         else return a.a>b.a;  25     }  26     void init(int n)  27     {  28         for(int i=1;i<=n;i++)  29             pre[i]=i;  30     }  31     int main()  32     {  33         int t,cas=1;;  34         scanf("%d",&t);  35         while(t--)  36         {  37             for(int i=1;i<10010;i++)  38             {  39                 s1[i].a=1;s1[i].b=0;  40                 s2[i].a=1;s2[i].b=0;//最开始每个都是独立的,默认为链  41             }  42             bool flag=false;  43             int n1,m1,n2,m2;  44       45             scanf("%d%d",&n1,&m1);  46             init(n1);  47             for(int i=0;i<m1;i++)  48             {  49                 int a,b;  50                 scanf("%d%d",&a,&b);  51                 int dx=find(a);  52                 int dy=find(b);  53                 if(dx!=dy)  54                 {  55                     pre[dx]=dy;  56                     s1[dy].a+=s1[dx].a;  57                     s1[dx].a=0;//把拉手的孩子数量加起来,下同  58                 }  59                 else s1[dy].b=1;//成环  60             }  61       62             scanf("%d%d",&n2,&m2);  63             init(n2);  64             for(int i=0;i<m2;i++)  65             {  66                 int a,b;  67                 scanf("%d%d",&a,&b);  68                 int dx=find(a);  69                 int dy=find(b);  70                 if(dx!=dy)  71                 {  72                     pre[dx]=dy;  73                     s2[dy].a+=s2[dx].a;  74                     s2[dx].a=0;  75                 }  76                 else s2[dy].b=1;  77             }  78             if(n1==n2){  79       80             sort(s1+1,s1+n1+1,cmp);  81             sort(s2+1,s2+n2+1,cmp);//排序,若孩子的数量相同则对是否是环进行排序,这里要注意  82       83                 for(int i=0;i<n1;i++)  84                 if(s1[i].a!=s2[i].a||s1[i].b!=s2[i].b) {//判断数量,状态  85                     flag=true;  86                     break;  87                 }  88             }  89             if(n1!=n2)    flag=true;  90       91             if(flag) printf("Case #%d: NO\n",cas++);  92             else printf("Case #%d: YES\n",cas++);  93         }  94         return 0;  95     }  

 

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