单亲图可以有多少条边?


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单向图是有向图,因此从任何一个顶点到任何其他顶点最多只有一条简单路径。

单态图可以具有周期。例如,一个双向链接列表(不是循环列表!)是一个单感图。如果列表包含元素,则该图具有个长度为2的循环,总共。n - 1 2 n - 1 nn12(n1)

具有个顶点的单态图的最大边数是多少?渐近边界将是可行的(例如或)。O n Θ n 2nO(n)Θ(n2)

受到加权单态图中查找最短路径的启发; 在我的证明中,我最初想声称边的数量为但随后意识到限制循环数就足够了。O(n)


好问题。我们应该尝试改善您的下限或我的上限:)。
RB 2015年

Answers:


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单向图可以具有边。有一个众所周知的类图那是unipathic并且具有Ñ 2 / 4的边缘。Θ(n2)n2/4

考虑一个完整的二部图,与面向边缘。此图是唯一的,没有周期:其所有路径的长度均为1。它具有2 m个顶点和m 2个边。(i,j)[1,m]2,aibj12mm2

(后续问题:此比率是否最大?可能不是,但是我没有另一个示例。从在现有节点之间添加的任何一条边都将破坏单亲性的意义上说,此示例是最大的。)


“在现有节点之间添加的任何一条边将破坏单性属性”如何将边相加会破坏属性?b1a1
mitchus 2012年

@mitchus a2b1a1b2
吉尔斯'SO-别再作恶了'

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我想我的心在某种程度上unipathic那一天:)至于极大性,该比例可去1/4的大型,但ñ { 2 3 4 5 6 }双向链表有超过边缘ñ 2 / 4nn{2,3,4,5,6}n2/4
mitchus 2012年

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我不知道在n 2上是否存在单态图边,但这是一个参数,表明不超过n2n24边是可能的:n22+3

矛盾地假设是一个单向图,使得| E | Ñ 2G=(V,E)|E|n22+3

由鸽巢原理,存在,使得d v ÑvV

din(v)n2+1

表示U={uV(u,v)E}

请注意,如果有一个顶点,使得ù 1Ü 2ù X Ú 1X Ú 2ÈxV{v}

u1u2U:(x,u1),(x,u2)E

那么图就不会是单向的(因为x u 2v 都是有效路径)。(xu1v)(xu2v)

这意味着(从加上边):| È V × ù | 2 | U |{v}×U

|E(V×U)|2|U|

因此,在度的平均的顶点至多2,因此: | E | = | È V × ù | + | È V × V û | 2 | U | + n | V U | 2 ÑU

|E|=|E(V×U)|+|E(V×(VU))|
2|U|+n|VU|2(n2+1)+n(n21)<n22+3

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