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 A — матрица 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.

2019-2026
WikiSort.ru - проект по пересортировке и дополнению контента Википедии