กราฟเปรียบเทียบ
ในทฤษฎีกราฟและทฤษฎีลำดับกราฟเปรียบเทียบได้คือกราฟแบบไม่มีทิศทางที่เชื่อมต่อคู่ขององค์ประกอบที่สามารถเปรียบเทียบกันได้ในลำดับบางส่วนกราฟเปรียบเทียบได้ยังถูกเรียกว่ากราฟที่สามารถกำหนดทิศทางได้แบบทราน ซิที ฟ กราฟ ที่สามารถเรียงลำดับได้บางส่วนกราฟการบรรจุ[ 1 ]และกราฟตัวหาร[ 2 ] กราฟเปรียบเทียบไม่ได้คือกราฟแบบไม่มีทิศทางที่เชื่อมต่อคู่ขององค์ประกอบที่ไม่สามารถเปรียบเทียบกันได้ในลำดับบางส่วน
คำจำกัดความและลักษณะเฉพาะ


สำหรับเซตที่มีลำดับบางส่วนที่เข้มงวด ใดๆ ( S , <)กราฟเปรียบเทียบของ( S , <)คือกราฟ( S , ⊥)ซึ่งจุดยอดคือสมาชิกของSและขอบคือคู่{ u , v }ของสมาชิกที่u < vกล่าวคือ สำหรับเซตที่มีลำดับบางส่วน ให้ใช้กราฟแบบมีทิศทางที่ไม่มีวงจรใช้การปิดแบบส่งผ่านและลบทิศทางออก
ในทำนองเดียวกัน กราฟเปรียบเทียบคือกราฟที่มี ทิศทาง แบบถ่ายทอด[ 3 ]การกำหนดทิศทางให้กับขอบของกราฟ (กล่าวคือทิศทางของกราฟ) โดยที่ความสัมพันธ์ประชิดของกราฟทิศทาง ที่ได้นั้น เป็นแบบถ่ายทอด กล่าวคือ เมื่อใดก็ตามที่มีขอบทิศทาง( x , y )และ( y , z )จะต้องมีขอบ( x , z ) อยู่ ด้วย
เราสามารถแสดงลำดับบางส่วนจำกัดใดๆ ก็ได้ในรูปของตระกูลเซต โดยที่x < yในลำดับบางส่วนเมื่อใดก็ตามที่เซตที่สอดคล้องกับxเป็นเซตย่อยของเซตที่สอดคล้องกับyด้วยวิธีนี้ กราฟเปรียบเทียบสามารถแสดงให้เห็นว่าเทียบเท่ากับกราฟบรรจุของตระกูลเซต กล่าวคือ กราฟที่มีจุดยอดสำหรับแต่ละเซตในตระกูลและขอบระหว่างสองเซตเมื่อใดก็ตามที่เซตหนึ่งเป็นเซตย่อยของอีกเซตหนึ่ง[ 4 ] หรืออีกทางหนึ่ง เราสามารถแสดงลำดับบางส่วนด้วยตระกูลของจำนวนเต็มโดยที่x < yเมื่อใดก็ตามที่จำนวนเต็มที่สอดคล้องกับxเป็นตัวหารของจำนวนเต็มที่สอดคล้องกับyเนื่องจากโครงสร้างนี้ กราฟเปรียบเทียบจึงถูกเรียกว่ากราฟตัวหารด้วย[ 2 ]
กราฟเปรียบเทียบสามารถระบุลักษณะได้ว่าเป็นกราฟที่สำหรับวัฏจักรทั่วไปทุกวัฏจักร (ดูด้านล่าง) ที่มีความยาวเป็นเลขคี่ จะสามารถหาขอบ( x , y )ที่เชื่อมต่อจุดยอดสองจุดที่มีระยะห่างสองในวัฏจักรได้ ขอบดังกล่าวเรียกว่าคอร์ดสามเหลี่ยมในบริบทนี้ วัฏจักรทั่วไปถูกกำหนดให้เป็นการเดินแบบปิดที่ใช้ขอบแต่ละขอบของกราฟไม่เกินหนึ่งครั้งในแต่ละทิศทาง[ 5 ]กราฟเปรียบเทียบยังสามารถระบุลักษณะได้ด้วยรายการของ กราฟ ย่อยที่เหนี่ยวนำที่ต้องห้าม[ 6 ]
กราฟเปรียบเทียบร่วมกัน

กราฟโคคอมพาริ เบชัน (Cocomparability graph ) คือกราฟส่วนเติมเต็มของกราฟคอมพาริเบชัน (Comparability graph) กล่าวคือ เมื่อกำหนดกราฟ คอมพาริเบชัน G = ( V , E )แล้ว กราฟโคคอมพาริ เบชัน G̅ = ( V , E̅ )จะมีเซตของจุดยอดเดียวกัน แต่มีเซตของขอบที่เป็นส่วนเติมเต็ม กล่าวคือ จุดยอดสองจุดจะอยู่ติดกันในG̅ก็ต่อเมื่อจุดยอดทั้งสองนั้นไม่อยู่ติดกันในG
กราฟโคคอมแพริบิลิตี้คือกราฟจุดตัดของเส้นโค้งต่อเนื่องระหว่างเส้นขนานสองเส้น หรือเทียบเท่ากับกราฟจุดตัดของช่วงบนเส้นขนานสองเส้น[ 7 ]กราฟจะเป็นกราฟโคคอมแพริบิลิตี้ก็ต่อเมื่อส่วนเติมเต็มของกราฟนั้นยอมรับการวางแนวแบบทรานซิทีฟ
กราฟ Cocomparability ก่อให้เกิดคลาสย่อยที่สำคัญของกราฟสมบูรณ์โดยสืบทอดคุณสมบัตินี้มาจากข้อเท็จจริงที่ว่าทั้งกราฟเปรียบเทียบและส่วนเติมเต็มของกราฟเหล่านั้นเป็นกราฟสมบูรณ์ (ตามทฤษฎีบทของ Dilworthและทฤษฎีบทของ Mirskyตามลำดับ) [ 8 ]
กราฟความเปรียบเทียบร่วมทุกกราฟปราศจากสามเท่าของดาวเคราะห์น้อย (AT-free) [ 9 ]ซึ่งทำให้กราฟเหล่านี้อยู่ในลำดับชั้น: ช่วง ⊂ สี่เหลี่ยมคางหมู ⊂ ความเปรียบเทียบร่วม ⊂ ปราศจาก ATและ การเรียงสับเปลี่ยน ⊂ สี่เหลี่ยมคางหมู ⊂ ความเปรียบเทียบร่วม ⊂ ปราศจากAT
กลุ่มของกราฟความเท่าเทียมกันนั้นเป็นกลุ่มที่เติมเต็มตัวเองได้ กล่าวคือ ส่วนเติมเต็มของกราฟความเท่าเทียมกันคือกราฟความเท่าเทียมกัน และในทางกลับกัน
กราฟช่วงเป็นกราฟที่คอร์ดัลและมีส่วนประกอบที่เปรียบเทียบได้ กล่าวคือส่วนประกอบของกราฟช่วง ใดๆ ก็ คือกราฟเปรียบเทียบ และความสัมพันธ์ของการเปรียบเทียบเรียกว่าลำดับช่วง[ 10 ]
กราฟความเทียบเคียงกันเป็นคลาสย่อยของกราฟสตริงส่วนเติมเต็มของกราฟความเทียบเคียงกันทุกกราฟคือกราฟสตริง[ 11 ]
ความสัมพันธ์กับตระกูลกราฟอื่นๆ
กราฟสมบูรณ์ทุก กราฟ เป็นกราฟเปรียบเทียบได้ ซึ่งเป็นกราฟเปรียบเทียบได้ที่มีลำดับสมบูรณ์การวางแนวขอบแบบไม่มีวงจรทั้งหมดของกราฟสมบูรณ์เป็นแบบถ่ายทอดได้กราฟสองส่วนทุกกราฟก็เป็นกราฟเปรียบเทียบได้เช่นกัน การวางแนวขอบของกราฟสองส่วนจากด้านหนึ่งของการแบ่งสองส่วนไปยังอีกด้านหนึ่งจะทำให้เกิดการวางแนวแบบถ่ายทอดได้ ซึ่งสอดคล้องกับลำดับบางส่วนที่มีความสูงสอง ดังที่Seymour (2006)สังเกต กราฟเปรียบเทียบได้ทุกกราฟที่ไม่ใช่ทั้งกราฟสมบูรณ์และกราฟสองส่วนจะมี ส่วนแบ่ง แบบเฉียง
กราฟการเรียงสับเปลี่ยนคือกราฟการบรรจุบนเซตของช่วงเวลา[ 12 ]ดังนั้น กราฟการเรียงสับเปลี่ยนจึงเป็นคลาสย่อยอีกคลาสหนึ่งของกราฟการเปรียบเทียบ
กราฟที่สมบูรณ์แบบอย่างไม่สำคัญคือกราฟเปรียบเทียบของต้นไม้ที่มีราก [ 13 ] โคกราฟสามารถกำหนดลักษณะได้ว่าเป็นกราฟเปรียบเทียบของลำดับบางส่วนแบบอนุกรมขนานดังนั้น โคกราฟจึงเป็นกราฟเปรียบเทียบด้วย[ 14 ]
กราฟเกณฑ์เป็นกราฟเปรียบเทียบชนิดพิเศษอีกแบบหนึ่ง
กราฟเปรียบเทียบทุกกราฟเป็น กราฟ ที่สมบูรณ์แบบ ความสมบูรณ์แบบของกราฟเปรียบเทียบคือทฤษฎีบทของ Mirskyและความสมบูรณ์แบบของกราฟส่วนเติมเต็มคือทฤษฎีบทของ Dilworthข้อเท็จจริงเหล่านี้ร่วมกับทฤษฎีบทกราฟที่สมบูรณ์แบบสามารถใช้พิสูจน์ทฤษฎีบทของ Dilworth จากทฤษฎีบทของ Mirsky หรือในทางกลับกันได้[ 15 ]โดยเฉพาะอย่างยิ่ง กราฟเปรียบเทียบเป็นกราฟที่เรียงลำดับได้อย่างสมบูรณ์แบบ ซึ่งเป็นคลาสย่อยของกราฟที่สมบูรณ์แบบ: อัลกอริทึม การระบายสีแบบโลภสำหรับการเรียงลำดับเชิงโทโพโลยีของการวางแนวแบบทรานซิทีฟของกราฟจะระบายสีกราฟเหล่านั้นอย่างเหมาะสมที่สุด[ 16 ]
อัลกอริทึม
การวางแนวแบบถ่ายทอดของกราฟ หากมีอยู่ สามารถค้นหาได้ในเวลาเชิงเส้น[ 17 ]อย่างไรก็ตาม อัลกอริทึมสำหรับการดำเนินการดังกล่าวจะกำหนดการวางแนวให้กับขอบของกราฟใดๆ ดังนั้น เพื่อให้การทดสอบว่ากราฟเป็นกราฟเปรียบเทียบเสร็จสมบูรณ์ จะต้องทดสอบว่าการวางแนวที่ได้นั้นเป็นแบบถ่ายทอดหรือไม่ ซึ่งเป็นปัญหาที่พิสูจน์ได้ว่ามีความซับซ้อนเทียบเท่ากับการคูณเมทริกซ์
เนื่องจากกราฟเปรียบเทียบ (และกราฟร่วมเปรียบเทียบ) เป็นกราฟที่สมบูรณ์แบบ ปัญหาหลายอย่างที่ยากต่อการแก้ในกราฟประเภททั่วไป รวมถึงการระบายสีกราฟและปัญหาเซตอิสระจึงสามารถแก้ไขได้สำหรับกราฟเหล่านี้ในเวลาพหุนาม
ดูเพิ่มเติม
- กราฟขอบเขตคือ กราฟที่แตกต่างออกไปซึ่งกำหนดจากลำดับบางส่วน
หมายเหตุ
- ↑โกลัมบิก (1980) , หน้า. 105; Brandstädt, Le & Spinrad (1999) , หน้า. 94.
- 1 2 Chartrand et al. (2001) .
- ↑ Ghouila-Houri (1962) ; ดู Brandstädt, Le & Spinrad (1999)ทฤษฎีบท 1.4.1 หน้า 12 แม้ว่าการวางแนวที่ได้มาจากลำดับบางส่วนจะไม่มีวัฏจักร แต่ ก็ไม่จำเป็นต้องรวมความเป็นไม่มีวัฏจักรเป็นเงื่อนไขของลักษณะเฉพาะนี้
- ↑อูร์รูเทีย (1989) ;ทร็อตเตอร์ (1992) ; Brandstädt, Le & Spinrad (1999) , มาตรา 6.3, หน้า 94–96
- ↑ Ghouila-Houri (1962)และ Gilmore & Hoffman (1964)ดูเพิ่มเติมที่ Brandstädt, Le & Spinrad (1999)ทฤษฎีบท 6.1.1 หน้า 91
- ↑กัลไล (1967) ;ทร็อตเตอร์ (1992) ; Brandstädt, Le & Spinrad (1999) , หน้า. 91 และหน้า 112.
- ↑โกลัมบิก, โรเทมและอูรูเทีย (1983)
- ↑ Golumbic (1980) , ทฤษฎีบท 5.34 และ 5.35, หน้า 133
- ↑ Golumbic, Martin Charles; Monma, Clyde L.; Trotter, William T. Jr. (1984), "กราฟความคลาดเคลื่อน", Discrete Applied Mathematics , 9 (2): 157– 170, doi : 10.1016/0166-218X(84)90016-7
- ↑ความสามารถในการกำหนดทิศทางแบบถ่ายทอดของส่วนเติมเต็มกราฟช่วงได้รับการพิสูจน์โดย Ghouila-Houri (1962)การกำหนดลักษณะของกราฟช่วงเป็นผลงานของ Gilmore & Hoffman (1964)ดูเพิ่มเติม ที่ Golumbic (1980)ข้อเสนอ 1.3 หน้า 15–16
- ↑ Golumbic, Rotem & Urrutia (1983)และ Lovász (1983 ) ดูเพิ่มเติมที่ Fox & Pach (2012 )
- ↑ดูชนิคและ มิลเลอ ร์ (1941) Brandstädt, Le & Spinrad (1999) , ทฤษฎีบท 6.3.1, หน้า. 95.
- ↑ Brandstädt, Le & Spinrad (1999) , ทฤษฎีบท 6.6.1, หน้า. 99.
- ↑ Brandstädt, Le & Spinrad (1999) , ข้อพิสูจน์ 6.4.1, หน้า. 96;จุง (1978) .
- ↑ Golumbic (1980) , ทฤษฎีบท 5.34 และ 5.35, หน้า 133
- ↑แมฟเฟรย์ (2003 )
- ↑ McConnell & Spinrad (1997) ; ดู Brandstädt, Le & Spinrad (1999) , หน้า 91