弦圖

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环(黑色)和环上的两条弦(绿色)

图论中,弦图Template:Lang-en)是一类含有很多的图。所谓“弦”,即中跨越非邻点的一条边,或者说“捷径”(可类比中的弦)。弦图要求图中任意一个长度不小于4的环都须含有弦。根据该定义,弦图中每一个大环都被弦切割成若干小三角形,因此弦图也被称作三角化图[1][2]

弦图是完美图的一种子类。算法可以在线性时间内判定一张图是否为弦图。而且,有些在一般图上困难的问题(比如图着色问题),在弦图上可被高效解决。

定义

Ck:=v1v2vkv1是一个环,其中k4。只要ij≢0,1,k1(modk),我们就称边e:={vi,vj}为环Ck的一条弦。

G=(V,E)是一张图。若对于图中任意环CkG(k4),边集E都含有Ck的某条/某些弦,则称G是一张弦图。

等价刻画

弦图可以被完美消去序(perfect elimination ordering,以下简称完美序)的概念所刻画。记ΓH(v):={uu=v{u,v}E(H)}为顶点v在图H的含心邻域。现给定图G的一个顶点排序π:=v1,v2,,vn,我们定义Hi:=G[j=1ivj]。若对任意iΓHi(vi)均为完全图,那么就称π是一个完美序。

富爾克森和Gross(1965)证明了一张图是弦图当且仅当它拥有某种完美序。拥有完美序的图一定是完美图,因此弦图是完美图的子类。[3]

Rose,Lueker和Tarjan(1976)构造了一种用于寻找完美序的线性算法。结合前面的等价刻画,算法可以在线性时间内断定一张图是否为弦图。[4]

参考文献