密集圖

數學中,一個密集的圖是一個圖形,其中邊緣數接近最大邊數(每對頂點都通過一個邊連接)。相反的圖形只有幾個邊,是稀疏圖。構成密集圖或稀疏圖的區別是不確定的,通常以“大致等於”的陳述表示。因此,定義密度的方式通常取決於問題的上下文。

簡單圖的圖密度定義為邊數|的比例。 E |關於最大可能的邊緣。

對於無方向的簡單圖,圖密度為:

對於有針對性的簡單圖,最大可能的邊緣是無向圖的兩倍(因為有兩個方向到邊緣),因此密度為:

其中e是邊緣的數量, v是圖中的頂點數。無向圖的最大邊數為 ,因此最大密度為1(對於完整的圖),最小密度為0( Coleman&Moré1983 )。

對於增加尺寸的圖形家庭,如果作為 。有時,在計算機科學中,使用更限制的稀疏定義甚至

上密度

上密度是從有限圖到無限圖的上面定義的圖密度概念的擴展。直觀地,無限圖具有任意較大的有限子圖,任何密度都小於其上部密度,並且沒有密度大於其上部密度的任意有限的子圖。形式上,圖G的上部密度是值α的最大值,因此,具有密度α的G的有限亞圖具有界數的頂點。可以使用ERDőS -STONDER定理表明,上部密度僅能是1或超級比率0, 1 / 2、2 / 3、3 / 4、4 / 5 n / n + 1 (請參閱,例如,diestel,第5版,第189頁)。

稀疏的圖形

Lee&Streinu(2008)Streinu&Theran(2009)將圖定義為kl -sparse,如果每個n位具有n個頂點的每個非空的子圖最多都具有kn -l邊緣,以及(k, l) - 如果是kl -為kl -sparse,具有kn -l邊緣。因此,正好是(1,1) - 圖形,森林正好是(1,1) -sparse圖,而具有樹木的圖形恰好是( k k -sparse圖。偽索恰好是(1,0) -sparse圖,而在剛性理論中產生的Laman圖正是(2,3) - –圖形圖。

其他未出於其稀疏性特徵的圖形家庭也可以通過這種方式描述。例如,任何具有N頂點的平面圖最多具有3 n - 6個邊緣(除了少於3個頂點的圖),並且平面圖的任何子圖都是平面的事實,同時均表示平面圖(3 ,6) -sparse 。但是,並非每個(3,6) -sparse圖是平面。同樣,外平面圖(2,3) -sparse和平面兩分圖為(2,4) -sparse。

Streinu和Theran表明,當KL為整數並且0≤l <2 k時,可以在多項式時間內進行測試KL -Sparsity。

對於圖族, KL的存在的存在使得家族中的圖kl -sparse等同於具有有界變性或具有界限的家族中的圖形。更確切地說,這是從納什·威廉姆斯(Nash -Williams,1964)的結果中得出的,最多是A的圖形恰好是aa -sparse圖。同樣,大多數d的變性圖是 -sparse圖( Lick&White 1970 )。

稀疏和密集的圖形類

Nešet松和Ossona de Mendez(2010)認為,稀疏/密度二分法必須考慮無限的圖形類別而不是單個圖形實例。他們將某個地方的圖形類定義為存在閾值t的圖形類別,以使每個完整的圖在類中圖中顯示為t -subdivision。相反,如果不存在這樣的閾值,則班級無處可聞。在Nešet松和Ossona de Mendez(2012)中討論了無處濃密與密集二分法的特性。

具有有界變性且無處濃密圖的圖形類別都包含在Biclique-for-for-fir graphs中,圖形家族將某些完整的兩分圖表排除為子圖( Telle&Villanger 2012 )。

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