WikiSort.ru - Не сортированное

ПОИСК ПО САЙТУ | о проекте
Квадрат графа

Степень k (записывается Gk) неориентированного графа G — это другой граф, имеющий тот же самый набор вершин, и две вершины этого графа смежны, если расстояние между этими вершинами в исходном графе G не превышает k. Для указания степени графа используется терминология, аналогичная степеням чисел — G2 называется квадратом графа G, G3 называется кубом[1].

Степень графа не следует путать с умножением графа на себя, который (в отличие от степени графа), в общем случае, имеет много больше вершин, чем исходный граф.

Свойства

Если диаметр графа равен d, то его d-ая степень является полным графом[2]. Если семейство графов имеет ограниченную кликовую ширину, то это же верно и для d-х степеней графов семейства для любого фиксированного d[3].

Раскраска

Раскраску квадрата графа можно использовать для назначения частот участникам беспроволочной сети таким образом, чтобы никакие два участника не мешали бы друг другу и любому другому из общих соседей[4], а также для поиска графического представления графов с большим угловым разрешением[en][5].

Как хроматическое число, так и вырождение[en] k-ой степени планарного графа с максимальной степенью вершины Δ равны , где граница вырождения показывает, что можно использовать алгоритм жадной раскраски для раскраски графа таким числом цветов[4]. Для случая квадрата планарного графа Вегнер в 1977 году высказал гипотезу, что хроматическое число такого графа не превышает , и на текущий момент известно, что хроматическое число не превышает [6][7]. Более обще, для любого графа с вырождением d и максимальной степенью Δ вырождение квадрата графа равно O(dΔ), так что многие виды разреженных графов, отличные от планарных графов, также имеют пропорциональное Δ хроматическое число квадрата.

Хотя хроматическое число квадрата непланарного графа с максимальной степенью Δ может быть в худшем случае пропорционально Δ2, оно меньше для графов с большим обхватом и для этого случая ограничено числом O(Δ2/log Δ)[8].

Задача определения минимального числа цветов для раскраски квадратного графа NP-трудна даже для планарного случая[9]

Гамильтоновость

Куб любого связного графа обязательно содержит гамильтонов цикл[10]. Квадрат связного графа не обязательно будет содержать гамильтонов цикл и задача определения, что такой цикл содержится в квадрате, NP-полна[11]. Тем не менее, согласно теореме Фляйшнера, квадрат вершинно 2-связного графа всегда гамильтонов[12].

Вычислительная сложность

Степень k графа с n вершинами и m рёбрами можно получить за время O(mn) путём применения поиска в ширину, который осуществляется для каждой вершины графа с целью нахождения расстояний до всех других вершин. Альтернативно, если Aматрица смежности графа, модифицированная таким образом, что на главной диагонали не стоят нулевые элементы, то ненулевые элементы матрицы Ak дают матрицу смежности k-ой степени графа[13], откуда следует, что построение k-ой степени графа может быть осуществлено за время, равное, с точностью до логарифмического множителя, времени умножения матриц.

Если граф задан, определение, не является ли он квадратом другого графа, является NP-полной задачей[14]. Более того, NP-полной задачей является определение, является ли граф k-ой степенью другого графа для любого заданного числа k  2, а также является ли он k-ой степенью двудольнго графа для k > 2[15].

Порождённые подграфы

K4 как полуквадрат графа куба

Полуквадрат[en] двудольного графа G — это подграф графа G2, порождённый одной долей графа G. Графы карт[en] — это полуквадраты планарных графов[16] , уполовиненные графы кубов[en] — это полуквадраты графов гиперкубов[17].

Степени листьев[en] — это подграфы степеней деревьев, порождённые листьями деревьев[18].

Примечания

  1. Bondy, Murty, 2008, с. 82.
  2. Weisstein, Eric W. Graph Power (англ.) на сайте Wolfram MathWorld.
  3. Todinca, 2003, с. 370–382.
  4. 1 2 Agnarsson, Halldórsson, 2000, с. 654–662.
  5. Formann, Hagerup, Haralambides и др., 1993, с. 1035–1052.
  6. F. & H. Kramer, 2008, с. 422–426.
  7. Molloy, Salavatipour, 2005, с. 189–213.
  8. Alon, Mohar, 2002, с. 1–10.
  9. Агнаррссон и Халлдорссон (Agnarsson, Halldórsson 2000) перечислили в своей статье публикации доказательства NP-трудности для случая общих графов, (статьи Маккормика (McCormick, 1983) и статьи Лина и Скиена (Lin, Skiena, 1995)), и для планарных графов (статьи Раманатхана и Ллойда (Ramanathan, Lloyd, 1992-1993)).
  10. Bondy, Murty, 2008, с. 105.
  11. Underground, 1978, с. 323.
  12. Diestel, 2012.
  13. Hammack, Imrich, Klavžar, 2011.
  14. Motwani, Sudan, 1994, с. 81-88.
  15. Le, Nguyen, 2010, с. 238–249.
  16. Chen, Grigni, Papadimitriou, 2002, с. 127–138.
  17. Шпекторов, 1993.
  18. Nishimura, Ragde, Thilikos, 2002, с. 69–108.

Литература

Данная страница на сайте WikiSort.ru содержит текст со страницы сайта "Википедия".

Если Вы хотите её отредактировать, то можете сделать это на странице редактирования в Википедии.

Если сделанные Вами правки не будут кем-нибудь удалены, то через несколько дней они появятся на сайте WikiSort.ru .




Текст в блоке "Читать" взят с сайта "Википедия" и доступен по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike; в отдельных случаях могут действовать дополнительные условия.

Другой контент может иметь иную лицензию. Перед использованием материалов сайта WikiSort.ru внимательно изучите правила лицензирования конкретных элементов наполнения сайта.

2019-2025
WikiSort.ru - проект по пересортировке и дополнению контента Википедии