编辑“︁
割
”︁
跳转到导航
跳转到搜索
警告:
您没有登录。如果您进行任何编辑,您的IP地址会公开展示。如果您
登录
或
创建账号
,您的编辑会以您的用户名署名,此外还有其他益处。
反垃圾检查。
不要
加入这个!
[[图论]]中,'''割'''(cut)是将图的[[顶点 (图论)|顶点]]分为两[[不交集|不交子集]]的[[集合划分|划分]]。<ref name="networkx.algorithms.cuts.cut_size">{{cite web | title=NetworkX 2.6.2 documentation | website=networkx.algorithms.cuts.cut_size | url=https://networkx.org/documentation/stable/reference/algorithms/generated/networkx.algorithms.cuts.cut_size.html#networkx.algorithms.cuts.cut_size | access-date=2021-12-10 | quote=A cut is a partition of the nodes of a graph into two sets. The cut size is the sum of the weights of the edges “between” the two sets of nodes. | archive-date=2021-11-18 | archive-url=https://web.archive.org/web/20211118095812/https://networkx.org/documentation/stable/reference/algorithms/generated/networkx.algorithms.cuts.cut_size.html#networkx.algorithms.cuts.cut_size | url-status=live }}</ref>割确定了'''割集''',是两端分别在两子集中的边集,称这些边'''跨过'''(cross)了割。[[连通图]]中,割集唯一确定一个割,识别割有时是通过割集,而非顶点划分。 [[网络流]]中,'''s–t割'''指使得源与汇不在同一子集的割,其割集只含源一侧到汇一侧的边。s-t割的容量(capacity)定义为割集中所有边的容量和。 ==定义== '''割'''<math>C=(S,\ T)</math>是将图<math>G=(V,\ E)</math>的顶点''V''分为两子集''S''、''T''的划分。 割<math>C=(S,\ T)</math>的'''割集'''是一端点位于''S''、另一端点位于''T''的边的集合<math>\{(u,\ v)\in E|u\in S,\ v\in T\}</math>。 令''s''、''t''是图''G''的两顶点,则'''{{mvar|s–t}}割'''是使得''s''属于''S''、''t''属于''T''的割。 在无权无向图中,割的大小(size)或权(weight)是跨过割的边数。加权图中,割的'''值'''(value)或'''权'''(weight)是跨过割的边的权重之和。 '''键'''(bond)是[[真子集]]中没有其他割集的割集。 ==最小割== [[File:Min-cut.svg|thumb|right|一个最小割。]] {{main|最小割}} 最小割的大小或权不大于其他割。右图展示了最小割,其大小为2,且没有大小为1的割,因为这张图没有[[桥 (图论)|桥]]。 [[最大流最小割定理]]指出,最大[[网络流]]等于分割了源汇的最小割的割边权重之和。有一些[[时间复杂度#多项式时间|多项式时间]]方法可以解决最小割问题,最知名的是[[埃德蒙兹-卡普算法]]。<ref>{{citation | last1 = Cormen | first1 = Thomas H. | author1-link = Thomas H. Cormen | last2 = Leiserson | first2 = Charles E. | author2-link = Charles E. Leiserson | last3 = Rivest | first3 = Ronald L. | author3-link = Ronald L. Rivest | last4 = Stein | first4 = Clifford | author4-link = Clifford Stein | edition = 2nd | isbn = 0-262-03293-7 | page = 563,655,1043 | publisher = MIT Press and McGraw-Hill | title = [[Introduction to Algorithms]] | year = 2001}}.</ref> ==最大割== [[File:Max-cut.svg|thumb|right|一个最大割。]] {{main|最大割}} 最大割的大小或权不小于其他割。右图展示了最大割,其大小为5,且没有大小为6的割(即边的总数,写作<math>|E|</math>),因为这张图不是[[二分图]](有[[循环图#术语|奇环]])。 一般来说,找最大割是很难计算的。<ref>{{citation | last1 = Garey | first1 = Michael R. | author1-link = Michael R. Garey | last2 = Johnson | first2 = David S. | author2-link = David S. Johnson | isbn = 0-7167-1045-5 | at = [https://archive.org/details/computersintract0000gare/page/ A2.2: ND16, p. 210] | publisher = W.H. Freeman | title = [[Computers and Intractability: A Guide to the Theory of NP-Completeness]] | year = 1979 }}.</ref> 最大割问题是[[卡普的二十一个NP-完全问题]]之一,<ref>{{citation | last = Karp | first = R. M. | author-link = Richard Karp | editor1-last = Miller | editor1-first = R. E. | editor2-last = Thacher | editor2-first = J. W. | contribution = Reducibility among combinatorial problems | location = New York | pages = 85–103 | publisher = Plenum Press | title = Complexity of Computer Computation | year = 1972}}.</ref> 也是[[APX问题]]之一,这是说除非P = NP,否则不会存在多项式时间复杂度的近似方法。<ref>{{citation | last1 = Khot | first1 = S. | author1-link = Subhash Khot | last2 = Kindler | first2 = G. | last3 = Mossel | first3 = E. | last4 = O’Donnell | first4 = R. | contribution = Optimal inapproximability results for MAX-CUT and other two-variable CSPs? | pages = 146–154 | title = Proceedings of the 45th IEEE Symposium on Foundations of Computer Science | contribution-url = https://www.cs.cmu.edu/~odonnell/papers/maxcut.pdf | year = 2004 | access-date = 2019-08-29 | archive-date = 2019-07-15 | archive-url = https://web.archive.org/web/20190715031206/http://www.cs.cmu.edu/~odonnell/papers/maxcut.pdf | url-status = live }}.</ref> 不过,可以用[[半正定规划]],将其逼近到恒定的[[近似算法#近似比|近似比]]。<ref>{{citation | last1 = Goemans | first1 = M. X. | author1-link = Michel Goemans | last2 = Williamson | first2 = D. P. | author2-link = David P. Williamson | doi = 10.1145/227683.227684 | issue = 6 | journal = [[Journal of the ACM]] | pages = 1115–1145 | title = Improved approximation algorithms for maximum cut and satisfiability problems using semidefinite programming | volume = 42 | year = 1995| doi-access = free }}.</ref> 注意从[[线性规划]]的意义上讲,最小割与最大割问题虽然可以通过改换[[损失函数|目标函数]]的min、max使其变为另一个问题,但不是[[线性规划#对偶|对偶]]的:最小割问题的对偶实际上是最大流问题。<ref>{{citation | last = Vazirani | first = Vijay V. | author-link = Vijay Vazirani | isbn = 3-540-65367-8 | pages = 97–98 | publisher = Springer | title = Approximation Algorithms | year = 2004}}.</ref> == 最疏割 == '''最疏割'''(sparsest cut)使跨过割的边数对割的较小一侧的顶点数之比最小,目标函数偏向稀疏(跨过割的边更少)与平衡(接近二分)。这是NP问题,已知的最佳近似算法是<math>O(\sqrt{\log n})</math>近似,见{{Harvtxt|Arora|Rao|Vazirani|2009}}。<ref>{{citation | last1 = Arora | first1 = Sanjeev | author1-link = Sanjeev Arora | last2 = Rao | first2 = Satish | last3 = Vazirani | first3 = Umesh | author3-link = Umesh Vazirani | doi = 10.1145/1502793.1502794 | issue = 2 | journal = J. ACM | pages = 1–37 | publisher = ACM | title = Expander flows, geometric embeddings and graph partitioning | volume = 56 | year = 2009| s2cid = 263871111 }}.</ref> == 割空间== 无向图的所有割的族(family)称作图的'''割空间'''(cut space),在算术模2的二元[[有限域]]上形成[[向量空间]],以两割集的[[对称差]]为向量加法,是[[环空间]]的[[正交补]]。<ref name="gy">{{citation | last1 = Gross | first1 = Jonathan L. | last2 = Yellen | first2 = Jay | contribution = 4.6 Graphs and Vector Spaces | edition = 2nd | isbn = 9781584885054 | pages = 197–207 | publisher = CRC Press | title = Graph Theory and Its Applications | url = https://books.google.com/books?id=-7Q_POGh-2cC&pg=PA197 | year = 2005}}.</ref><ref name="diestel">{{citation | last = Diestel | first = Reinhard | contribution = 1.9 Some linear algebra | pages = 23–28 | publisher = Springer | series = Graduate Texts in Mathematics | title = Graph Theory | url = https://books.google.com/books?id=eZi8AAAAQBAJ&pg=PA23 | volume = 173 | year = 2012}}.</ref>若给边赋予正权重,割空间的最小权[[基 (线性代数)|基]]可由与图同顶点集的[[树 (图论)|树]]描述,称作[[最小割树]]。<ref>{{citation | last1 = Korte | first1 = B. H. | author1-link = Bernhard Korte | last2 = Vygen | first2 = Jens | contribution = 8.6 Gomory–Hu Trees | isbn = 978-3-540-71844-4 | pages = 180–186 | publisher = Springer | series = Algorithms and Combinatorics | title = Combinatorial Optimization: Theory and Algorithms | volume = 21 | year = 2008}}.</ref>树的边都关联于原图的键,两节点''s''、''t''之间的最小割也就是与树中''s''到''t''的路径相关联的键中权最小的键。 == 另见 == * [[连通性 (图论)]] * [[裂 (图论)]] * [[顶点割]] * [[桥 (图论)]] * [[割宽]] == 参考 == {{reflist|30em}} {{图论}} [[Category:图的连通性]] [[Category:组合优化]]
摘要:
请注意,所有对Local Chinese Wikipedia的贡献均可能会被其他贡献者编辑、修改或删除。如果您不希望您的文字作品被随意编辑,请不要在此提交。
您同时也向我们承诺,您提交的内容为您自己所创作,或是复制自公共领域或类似自由来源(详情请见
Project:著作权
)。
未经许可,请勿提交受著作权保护的作品!
取消
编辑帮助
(在新窗口中打开)
导航菜单
个人工具
未登录
讨论
贡献
创建账号
登录
命名空间
页面
讨论
大陆简体
不转换
简体
繁體
大陆简体
香港繁體
澳門繁體
大马简体
新加坡简体
臺灣正體
查看
阅读
编辑
查看历史
更多
搜索
导航
首页
最近更改
随机页面
MediaWiki帮助
工具
链入页面
相关更改
特殊页面
页面信息