|
Ориентация (теория графов)Ориентация неориентированного графа — это назначение направлений каждому ребру, что превращает исходный граф в ориентированный граф. Ориентированные графыОриентированный граф называется направленным, если ни одна из его пар вершин не соединена двумя симметричными (разнонаправленными) рёбрами. Среди ориентированных графов эти графы выделяются отсутствием 2-циклов (то есть только одна из дуг (x, y) и (y, x) может присутствовать в графе)[1][2]. Турнир — это ориентация полного графа. Полидерево[англ.] — это ориентация неориентированного дерева[3]. Гипотеза Самнера утверждает, что любой турнир с вершинами содержит любое полидерево с n вершинами[4]. Число неизоморфных направленных графов с n вершинами (для n=1, 2, 3, …) равно
Направленные графы находятся в один-к-одному соответствии с полным ориентированным графами (графами, в которых есть ориентированная дуга между любой парой различных вершин). Полный ориентированный граф может быть преобразован в направленный граф путём удаления всех 2-циклов, и наоборот, направленный граф может быть преобразован в полный ориентированный граф путём добавления 2-цикла между каждой парой вершин, не являющихся концами какой-либо дуги. Эти соответствия биективно. Поэтому та же последовательность чисел решает задачу перечисления графов для полных орграфов. Существует явная, но сложная формула для чисел этой последовательности[5]. Ограниченные ориентацииСильная ориентация — это ориентация, в результате которой получаем сильно связанный орграф. Тесно связанные вполне циклические ориентации — это ориентации, в которых каждая дуга принадлежит по меньшей мере одному простому циклу. Ориентация неориентированного графа G вполне циклическая тогда и только тогда, когда она является сильной ориентацией любой компоненты связности графа G. Теорема Роббинса гласит, что граф имеет сильную ориентацию тогда и только тогда, когда он рёберно 2-связен. Несвязные графы могут иметь вполне циклические ориентации, но только в случае, когда в них нет мостов[6]. Ациклическая ориентация — это ориентация, которая приводит к ориентированному ациклическому графу. Любой граф имеет ациклическую ориентацию. Все ациклические ориентации можно получить, расположив вершены в ряд, а затем направляя дугу из более ранней вершины в более позднюю в этом ряду. Теорема Галлаи — Хассе — Роя — Витавера утверждает, что граф имеет ациклическую ориентацию, в которой самый длинный путь имеет максимум k вершин, тогда и только тогда, когда его можно раскрасить раскрасить максимум в k цветов[7]. Ациклические ориентации и вполне циклические ориентации связаны друг с другом планарной двойственностью. Ациклическая ориентация с единственным источником и единственным стоком называется биполярной ориентацией[8]. Транзитивная ориентация — это ориентация, при которой получаемый ориентированный граф является своим транзитивным замыканием. Графы с транзитивными ориентациями называются графами сравнимости. Они могут быть определены из частично упорядоченного множества, если сделать два элемента смежными во всех случаях, когда они сравнимы в частичном порядке[9]. Транзитивная ориентация, если существует, может быть найдена за линейное время[10]. Однако проверка, будет ли полученная ориентация (или любая заданная ориентация) действительно транзитивной, требует больше времени, поскольку она по сложности эквивалентна умножению матриц. Эйлерова ориентация неориентированного графа — это ориентация, в которой каждая вершина имеет одинаковую полустепень захода и полустепень исхода. Эйлерова ориентация решёток появляется в статистической механике в теории моделей ледового типа[англ.][11]. Пфаффова ориентация имеет свойство, что определённые циклы чётной длины в графе имеют нечётное число дуг в двух различных направлениях. Такие ориентации всегда существуют для планарных графов, но не всегда для других типов графов. Эта ориентация используется в алгоритме FKT подсчёта совершенных паросочетаний[12].
Примечания
Литература
Ссылки
|
Portal di Ensiklopedia Dunia
