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【知识总结】 边独立集和边覆盖集

边独立集

边独立集

  • 边独立集(匹配):两两不相邻的边
  • 极大边独立集(极大匹配):不是任何边独立集的真子集
  • 最大边独立集(最大匹配):边数最多
  • 边独立数:最大边独立集的势

边独立集与点覆盖集

  • 对任何无环边的图
  • 二部图有饱和的匹配当且仅当
  • 二部图

求最小点覆盖的算法

  • 一般图:不存在近似比好于1.3606的多项式时间算法(除非P=NP)
  • 二部图:存在精确的多项式时间算法

二部图最小点覆盖算法细节

  • 求最大匹配
  • 未饱和顶点作为第0层
  • 根据交错路的距离对其他顶点分层
  • 每条边都有一个端点在奇层
  • 奇层顶点恰根据匹配中一条边引出一个新的偶层顶点

边独立数的估计

设图无孤立点,则

边覆盖集

边覆盖集

  • 无孤立点即)的边覆盖集:
  • 极小边覆盖集:任何一个真子集都不再是边覆盖集
  • 最小边覆盖集:边数最少
  • 边覆盖数:最小边覆盖集的势

边覆盖集与边独立集

  • ,则
  • ,则,等号成立当且仅当有完美匹配

边覆盖集与点独立集

  • 是二部图且,则

边覆盖数的估计

无孤立点,则

无孤立点图中更一般的关系

  • 边独立集小于等于边覆盖集,当边独立集为完美匹配,边覆盖集为最小时取等号
  • 边独立集小于等于点覆盖集,当边独立集为最大匹配,点覆盖集为最小时取等号
  • 点独立集小于等于边覆盖集,当点独立集为最大,边覆盖集为最小时取等号

求最小边覆盖集的算法

  • 原理是
  • 最大匹配
  • 每个未饱和点任取一边

关系小节

求解算法小节

  • 最小支配集:近似算法,贪心
  • 最大点独立集:最小点覆盖集的补集
  • 最小点覆盖集:一般图用近似算法,基于极大匹配;二部图基于最大匹配
  • 最大边独立集:即最大匹配求解算法,一般图用Edmonds,二部图用Hopcroft-Karp
  • 最小边覆盖集:基于最大匹配