กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 5 นาที

ไม่มีชื่อบทความ

ใน ทฤษฎีกราฟ และ ทฤษฎีลำดับ กราฟเปรียบเทียบได้ คือกราฟแบบ ไม่มีทิศทาง ที่เชื่อมต่อคู่ขององค์ประกอบที่ สามารถเปรียบเทียบ กันได้ใน ลำดับบางส่วน กราฟเปรียบเทียบได้ยังถูกเรียกว่า...

กราฟเปรียบเทียบ

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

คำจำกัดความและลักษณะเฉพาะ

แผนภาพ Hasse ของ poset (ซ้าย) และกราฟเปรียบเทียบ (ขวา)
หนึ่งในซับกราฟเหนี่ยวนำต้องห้ามของกราฟเปรียบเทียบ วงจรทั่วไปa–b–d–f–d–c–e–c–b–aในกราฟนี้มีความยาวคี่ (เก้า) แต่ไม่มีคอร์ดสามเหลี่ยม

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

กราฟความเท่าเทียมกัน (ด้านขวา) ของโพเซต (ด้านซ้าย)

กราฟโคคอมพาริ เบชัน (Cocomparability graph ) คือกราฟส่วนเติมเต็มของกราฟคอมพาริเบชัน (Comparability graph) กล่าวคือ เมื่อกำหนดกราฟ คอมพาริเบชัน G = ( V , E )แล้ว กราฟโคคอมพาริ เบชัน = ( V , )จะมีเซตของจุดยอดเดียวกัน แต่มีเซตของขอบที่เป็นส่วนเติมเต็ม กล่าวคือ จุดยอดสองจุดจะอยู่ติดกันในก็ต่อเมื่อจุดยอดทั้งสองนั้นไม่อยู่ติดกันในG

กราฟโคคอมแพริบิลิตี้คือกราฟจุดตัดของเส้นโค้งต่อเนื่องระหว่างเส้นขนานสองเส้น หรือเทียบเท่ากับกราฟจุดตัดของช่วงบนเส้นขนานสองเส้น[ 7 ]กราฟจะเป็นกราฟโคคอมแพริบิลิตี้ก็ต่อเมื่อส่วนเติมเต็มของกราฟนั้นยอมรับการวางแนวแบบทรานซิทีฟ

กราฟ Cocomparability ก่อให้เกิดคลาสย่อยที่สำคัญของกราฟสมบูรณ์โดยสืบทอดคุณสมบัตินี้มาจากข้อเท็จจริงที่ว่าทั้งกราฟเปรียบเทียบและส่วนเติมเต็มของกราฟเหล่านั้นเป็นกราฟสมบูรณ์ (ตามทฤษฎีบทของ Dilworthและทฤษฎีบทของ Mirskyตามลำดับ) [ 8 ]

กราฟความเปรียบเทียบร่วมทุกกราฟปราศจากสามเท่าของดาวเคราะห์น้อย (AT-free) [ 9 ]ซึ่งทำให้กราฟเหล่านี้อยู่ในลำดับชั้น: ช่วงสี่เหลี่ยมคางหมู ⊂ ความเปรียบเทียบร่วม ⊂ ปราศจาก ATและ การเรียงสับเปลี่ยนสี่เหลี่ยมคางหมู ⊂ 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

  1. โกลัมบิก (1980) , หน้า. 105; Brandstädt, Le & Spinrad (1999) , หน้า. 94.
  2. 1 2 Chartrand et al. (2001) .
  3. Ghouila-Houri (1962) ; ดู Brandstädt, Le & Spinrad (1999)ทฤษฎีบท 1.4.1 หน้า 12 แม้ว่าการวางแนวที่ได้มาจากลำดับบางส่วนจะไม่มีวัฏจักร แต่ ก็ไม่จำเป็นต้องรวมความเป็นไม่มีวัฏจักรเป็นเงื่อนไขของลักษณะเฉพาะนี้
  4. อูร์รูเทีย (1989) ;ทร็อตเตอร์ (1992) ; Brandstädt, Le & Spinrad (1999) , มาตรา 6.3, หน้า 94–96
  5. Ghouila-Houri (1962)และ Gilmore & Hoffman (1964)ดูเพิ่มเติมที่ Brandstädt, Le & Spinrad (1999)ทฤษฎีบท 6.1.1 หน้า 91
  6. กัลไล (1967) ;ทร็อตเตอร์ (1992) ; Brandstädt, Le & Spinrad (1999) , หน้า. 91 และหน้า 112.
  7. โกลัมบิก, โรเทมและอูรูเทีย (1983)
  8. Golumbic (1980) , ทฤษฎีบท 5.34 และ 5.35, หน้า 133
  9. 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
  10. ความสามารถในการกำหนดทิศทางแบบถ่ายทอดของส่วนเติมเต็มกราฟช่วงได้รับการพิสูจน์โดย Ghouila-Houri (1962)การกำหนดลักษณะของกราฟช่วงเป็นผลงานของ Gilmore & Hoffman (1964)ดูเพิ่มเติม ที่ Golumbic (1980)ข้อเสนอ 1.3 หน้า 15–16
  11. Golumbic, Rotem & Urrutia (1983)และ Lovász (1983 ) ดูเพิ่มเติมที่ Fox & Pach (2012 )
  12. ดูชนิคและ มิลเลอ ร์ (1941) Brandstädt, Le & Spinrad (1999) , ทฤษฎีบท 6.3.1, หน้า. 95.
  13. Brandstädt, Le & Spinrad (1999) , ทฤษฎีบท 6.6.1, หน้า. 99.
  14. Brandstädt, Le & Spinrad (1999) , ข้อพิสูจน์ 6.4.1, หน้า. 96;จุง (1978) .
  15. Golumbic (1980) , ทฤษฎีบท 5.34 และ 5.35, หน้า 133
  16. แมฟเฟรย์ (2003 )
  17. McConnell & Spinrad (1997) ; ดู Brandstädt, Le & Spinrad (1999) , หน้า 91

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ไม่มีชื่อบทความ

ใน ทฤษฎีกราฟ และ ทฤษฎีลำดับ กราฟเปรียบเทียบได้ คือกราฟแบบ ไม่มีทิศทาง ที่เชื่อมต่อคู่ขององค์ประกอบที่ สามารถเปรียบเทียบ กันได้ใน ลำดับบางส่วน กราฟเปรียบเทียบได้ยังถูกเรียกว่า...

คำจำกัดความและลักษณะเฉพาะ

สำหรับ เซตที่มีลำดับบางส่วนที่เข้มงวด ใดๆ ( S , <) กราฟ เปรียบเทียบ ของ ( S , <) คือกราฟ ( S , ⊥) ซึ่งจุดยอดคือสมาชิกของ S และขอบคือคู่ { u , v } ของสมาชิกที่ u < v กล่าวคือ สำหรับเซตที่มีลำดับบางส่วน ให้ใช้ กราฟแบบมีทิศทางที่ไม่มีวงจร ใช้ การปิดแบบส่งผ่าน...

กราฟเปรียบเทียบร่วมกัน

กราฟ โคคอมพาริ เบชัน (Cocomparability graph ) คือ กราฟส่วนเติมเต็ม ของกราฟคอมพาริเบชัน (Comparability graph) กล่าวคือ เมื่อกำหนดกราฟ คอมพาริเบชัน G = ( V , E ) แล้ว กราฟโคคอมพาริ เบชัน G̅ = ( V , E̅ ) จะมีเซตของจุดยอดเดียวกัน แต่มีเซตของขอบที่เป็นส่วนเติมเต็ม...

ความสัมพันธ์กับตระกูลกราฟอื่นๆ

กราฟสมบูรณ์ ทุก กราฟ เป็นกราฟเปรียบเทียบได้ ซึ่งเป็นกราฟเปรียบเทียบได้ที่มี ลำดับสมบูรณ์ การวางแนวขอบแบบไม่มีวงจรทั้งหมดของกราฟสมบูรณ์เป็นแบบถ่ายทอดได้ กราฟสองส่วนทุกกราฟ ก็เป็นกราฟเปรียบเทียบได้เช่นกัน...