弦图与区间图

##图论基本概念
###子图
子图 subgraph

图 $G=(V,E)$ ,则 $G’=(V’,E’),V’\subseteq V,E’\subseteq E$ 为图 $G$ 的子图。

诱导子图 induced subgraph

图 $G=(V,E)$ ,则 $G’=(V’,E’),V’\subseteq V,E’={(u,v)\mid u,v\in V’,(u,v)\in E}$ 为图 $G$ 的诱导子图。

###团
clique

图 $G$ 的一个子图 $G’=(V’,E’)$ , $G’$ 为关于 $V’$ 的完全图。

极大团 maximal clique

一个团是极大团当且仅当它不是其它团的子集。

最大团 maximum clique

点数最多的团。

团数 $\omega(G)$

###关系
最小染色 minimum coloring

用最少的颜色给点染色使相邻的点颜色不同。 $\chi(G)$

最大独立集 maximum independent set

最大的一个点的子集使任何两个点不相邻。 $\alpha(G)$

最小团覆盖 minimum clique cover

用最少个数的团覆盖所有的点 $\kappa(G)$

关系

  • $\omega(G)\leq\chi(G)$
  • $\alpha(G)\leq\kappa(G)$

##弦图概念
chord

连接环中两个不相邻点的边。

弦图 chordal graph

一个无向图成为弦图当途中任意长度大于 $3$ 的环都至少有一个弦。

定理 弦图的每一个诱导子图都是弦图。

##弦图的判定
###单纯点
单纯点 simplicial vertex

设 $N(v)$ 表示与点 $v$ 相邻的点集。一个点成为单纯点当 ${v}+N(v)$ 的诱导子图为一个团。

引理
任何一个弦图都至少有一个单纯点,不是完全图的线图至少有两个不相邻的单纯点。
###完美消除序列
完美消除序列 perfect elimination ordering

一个点的序列(每个点出现且只出现一次) $v_1,v_2,\dots,v_n$ 满足在 ${v_i,v_{i+1},\dots,v_n}$ 的诱导子图中存在一个单纯点。

定理

一个无向图是弦图当且仅当他有一个完美消除序列。

####朴素算法

  • 每次找一个单纯点 $v$ ,加入到完美消除序列中;
  • 将 $v$ 以及相关的边从图中删掉;
  • 重复以上步骤知道所有点都被删除。

时间复杂度 $O(N^4)$ ,完全不能接受,每次找单纯点太费时间了。

####最大势算法 Maximum Cardinality Search