图的m着色问题

本文探讨了图的m着色问题,即如何为无向连通图的每个顶点分配m种颜色,使得每条边的两个顶点颜色不同。通过一个具体的例子和回溯算法的设计,阐述了解决这一问题的方法。核心算法涉及从第一个顶点开始,尝试给每个顶点赋予不冲突的颜色,若遇到冲突则回溯并尝试下一种颜色组合,直至找到所有可行的着色方案。

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图的m着色问题

问题
给定无向连通图G和m种不同的颜色。用这些颜色为图G的各顶点着色,每个顶点着一种颜色。是否有一种着色法使G中每条边的2个顶点着不同颜色。这个问题是图的m可着色判定问题。输出为成功的数量。
解析
为了更清楚的理解问题,接下来举个例子:
图来自网络
(图来自网络)
这里的图共有四个顶点、四条边、按照右侧树的说明共有三种颜色可上。
其实从右侧的树可以很清楚的看到每个顶点都有m种着色方法。当根与左右子树的任一个节点是相同的颜色则说明着色方法错误。
设计
这里用到了回溯的方法。从第1个点开始搜,依次填入不冲突的颜色,搜到第n+1个点时表示这种方法可行,答案+1,然后回溯,重复此流程。
其实核心算法很简单。
大循环是一个关于颜色数的循环,一个开始点进入以后从1开始上色,然后判断之前的点是否有和它相连而且颜色相同即可,判断后成立则继续下一个点,直到n个点全部成功。然后就是回溯,继续下一个着色情况,方法与上述相同,m种颜色全部回溯完了就结束了。

void dfs(int s){
    if(s>n){
        num++;//搜到n+1个点,也就是走完了
        return;
    }
    for(int i=1;i<=m;i++){
        color[s]=i;//把颜色存下来
        if(check(s)==true){
            dfs(s+1);
        }else{
            color[s]=0;//如果冲突则重新打回0
        }
    }
}
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