哈密顿图
哈密顿图
重定向;重新导向;字符;字元;文件; 档案;快捷方式; 捷径;项目;专案;计划;计划;计划;计算机; 电脑; 电脑;
匈牙利人名顺序为先姓后名。本条目中的译名遵从此顺序。
定义.
下列定义,既适用于无向图,亦适用于有向图。
性质.
哈密尔顿图的必要条件:
若G=(V,E) 是一个哈密尔顿图,则对于V的每一个非空子集S,均有W(G-S) ≤|S|。其中|S|是S中的顶点数,W(G-S)表示图G擦去属于S中的顶点后,剩下子图的连通分支的个数。
充分条件.
对欧拉图而言,有某个充要条件,可用作简单判定一幅图是否欧拉图(欧拉定理)。然而,对于哈密顿图,并无相应的结果。
不过,仍有一系列越来越松的判别条件,能够断定一幅图必定为哈密顿图。此类定理,最早见于1952年的研究,其想法直观,即只要有「足够多」边,就能迫得图有哈密顿圈。用顶点的度推出存在哈密顿圈的定理之中,目前最优的,是1976年邦迪与赫瓦塔尔的定理。
以上是有关无向图的部分。对于有向图,相应的定理举例有Ghouila–Houiri。
狄拉克定理.
于1952年证明以下定理:
formula_1个顶点的简单图(formula_2)中,若每个顶点的度皆至少为formula_3,则必为哈密顿图。
欧尔定理.
设 formula_4 是一个无向简单图,formula_5,formula_6。若对于任意两个不相邻的顶点 formula_7,都有 formula_8 和 formula_9 的度,即 formula_10 与 formula_11 满足 formula_12,那么,formula_13 是哈密尔顿图。
此条件由挪威图论数学家奥斯丁·欧尔在1960年给出。
波绍定理.
证明了几条有关哈密顿圈的定理。以下具体引用一条1962年的定理,有关连边少的顶点:
一幅formula_1个顶点的完全图(formula_2),若满足:
则必为哈密顿图。
注意formula_1为偶时,条件2已包含于条件1,所以只在formula_1为奇数时,条件2才需要分开列出。
作为例子,考虑附图中,具有formula_24个顶点的图。其为哈密顿图:已经将顶点排列好,使哈密顿圈formula_25(以红色标示)正好是外圈。
哈密顿路径问题.
寻找哈密顿路径是一个典型的NP-完全问题。后来人们也证明了,找一条哈密顿路的近似比为常数的近似算法也是NP-完全的。
寻找哈密顿路的确定算法虽然很难有多项式时间的,但是这并不意味着只能进行时间复杂度为formula_43暴力搜索。利用状态压缩动态规划#重定向
重定向;重新导向;,可以将时间复杂度降低到formula_44,具体算法是建立方程f[i][S][j],表示经过了i个节点,节点都是集合S的,到达节点j时的最短路径。每次都按照点j所连的节点进行转移。