Скільки ребер може мати уніпатичний графік?


19

Уніпатичний графік - це спрямований графік, такий, що існує максимум один простий шлях від будь-якої однієї вершини до будь-якої іншої вершини.

Уніпатичні графіки можуть мати цикли. Наприклад, подвійно пов'язаний список (а не круговий!) - це універсальний графік; якщо в списку є елементів, графік має циклів довжиною 2, для загальної кількості .n - 1 2 ( n - 1 )nn−12(n−1)

Яка максимальна кількість ребер в уніпатичному графіку з вершинами? Асимптотична пов'язана буде (наприклад, або ).O ( n ) Θ ( n 2 )nO(n)Θ(n2)

Натхненний пошуком найкоротших шляхів у зваженому уніпатичному графіку ; у своєму підтвердженні я спочатку хотів стверджувати, що кількість ребер було але потім зрозумів, що обмеження кількості циклів є достатнім.O(n)


Приємне запитання. Ми повинні спробувати покращити вашу нижню або мою верхню межу :).
— RB

Відповіді:


12

Уніпатичний графік може мати ребер. Там дуже добре відомий вид графа , що це unipathic і має п 2 / 4 ребер.Θ(n2)n2/4

Розглянемо повний двосторонній графік із орієнтованими ребрами . Цей графік є однопатичним і не має циклу: усі його контури мають довжину 1 . Він має 2 м вершин і m 2 ребер.∀(i,j)∈[1,m]2,ai→bj12mm2

(Подальше запитання: це співвідношення максимальне? Можливо, це не так, але я не маю іншого прикладу. Цей приклад є максимальним у тому сенсі, що будь-який один край, який ви додасте між існуючими вузлами, порушить властивість unipathic.)


"будь-який один край, який ви додасте між існуючими вузлами, порушить властивість unipathic" Як би додавання краю розірвало властивість? b1→a1
— mitchus

@mitchus a2→b1→a1→b2
— Жил "SO- перестань бути злим"

1
Я думаю, що мій розум був якось однопастичним у той день :) Що стосується максимальності, то для великого може бути відношення до 1/4 , але для n ∈ { 2 , 3 , 4 , 5 , 6 } у подвійно пов'язаному списку більше ребер, ніж п 2 / 4 . nn∈{2,3,4,5,6}n2/4
— mitchus

0

Я не знаю, чи існує уніпатичний графік на більш ніж ребра, але ось аргумент, що показує, що не більшеn2n24Можливі 2 +3ребра:n22+3

Припустимо, протиріччя, що - це однопатичний графік, такий, що | Е | ≥ n 2Г=(V,Е).|Е|≥н22+3

За принципом голубої дуги існує такий, що d в ( v ) ≥ nv∈V

гв(v)≥н2+1

Позначимо U={у∈V∣(у,v)∈Е}

Зауважте, що якби була вершина така, що ∃ u 1 ≠ u 2 ∈ U : ( x , u 1 ) , ( x , u 2 ) ∈ Eх∈V∖{v}

∃у1≠у2∈U:(х,у1),(х,у2)∈Е

(х→у1→v)(х→у2→v)

{v}×U

|Е∩(V×U)|≤2|U|

U

|Е|=|Е∩(V×U)|+|Е∩(V×(V∖U))|
≤2|U|+н|V∖U|≤2(н2+1)+н(н2-1)<н22+3

◻

Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.