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圖路徑


G 中的路徑是 G 的子圖,它是一個 路徑圖 (West 2000, p. 20)。路徑的長度是它包含的邊的數量。

在大多數情況下,路徑必須至少包含一條邊,但在某些應用中(例如,定義路徑覆蓋數),允許長度為 0 的“退化”路徑,僅由單個頂點組成 (Boesch et al. 1974)。

一個 s,t -路徑是一個路徑,其端點(度數為 1 的頂點)是具有不同索引 st 的頂點。(符號 uv 也常用。)可以在 Wolfram 語言 中使用以下命令找到單個 s,t -路徑FindPath[g, s, t], 而FindPath[g, s, t, kspec, n] 最多查詢長度為 kspecn 條路徑(其中 kspec 可以是Infinity並且 n 可以是All).

對於簡單圖,路徑等同於,並且完全由頂點的有序序列指定。對於簡單圖 G哈密頓路徑是包含 G 的所有頂點(且其端點不相鄰)的路徑。

在具有鄰接矩陣 A 的圖中,從頂點 s 到頂點 t 的(無向)k-的數量由 A^k(s,t) 元素給出 (Festinger 1949)。為了計算圖路徑的數量 p_k,必須減去所有不是路徑的閉合 k-步。

前幾個 k-路徑矩陣 P_k 可以用封閉形式給出

P_1=A
(1)
P_2=A^2-diag(A^2)
(2)
P_3=A^3-diag(A^2)A-Adiag(A^2)+A×A^(T)-diag(A^3)
(3)

(Luce 和 Perry 1949, Katz 1950, Ross 和 Harary 1952, Perepechko 和 Voropaev),其中 diag(A) 是由 A 的對角線元素形成的矩陣,× 表示矩陣元素級乘法。

此外,k-環的數量與 P_k 的關係為

 c_k=1/(2k)Tr(P_(k-1)A),
(4)

其中 Tr 表示跡。

Giscard et al. (2016) 給出了路徑矩陣的公式,給出了從 ijk-路徑的數量,如下所示

 P_k=(-1)^(k+1)sum_(H≺_(conn)G)(|N(H)|; k+1-|H|)(-1)^(|H|)A|_H^k,
(5)

其中,求和是對包含 ijG 的連通匯出子圖 H 進行的,N(H) 表示 HG 中的鄰居數(即 v 的頂點 G 不在 H 中,並且存在從 vH 的頂點的至少一條邊),Tr 表示矩陣的跡(A|_H^k)_(ij)G 的鄰接矩陣限制在連通匯出子圖 Hk 次矩陣冪的 (i,j) 元素,即

 (A|_H)_(ij)={A_(ij)   for i,j in H; 0   otherwise,
(6)

其中 (i,j) in G


另請參閱

環多項式, 圖環, 哈密頓路徑, 路徑覆蓋數, 路徑圖, 路徑多項式, ,

使用 探索

參考文獻

Boesch, F. T.; Chen, S.; and McHugh, J. A. M. "On Covering the Points of a Graph with Point Disjoint Paths." In Graphs and Combinatorics (Ed. R. A. Bari and F. Harary). Berlin: Springer-Verlag, pp. 201-212, 1974.Giscard, P.-L. and Rochet, P. "Enumerating Simple Paths from Connected Induced Subgraphs." 1 Jun 2016. https://arxiv.org/abs/1606.00289.Giscard, P.-L.; Kriege, N.; and Wilson, R. C. "A General Purpose Algorithm for Counting Simple Cycles and Simple Paths of Any Length." 16 Dec 2016. https://arxiv.org/pdf/1612.05531.pdf.Festinger, L. "The Analysis of Sociograms Using Matrix Algebra." Human Relations 2, 153-158, 1949.Katz, L. "An Application of Matrix Algebra to the Study of Human Relations Within Organizations." Institute of Statistics, University of North Carolina, Mimeograph Series, 1950.Luce, R. D. and Perry, A. D. "A Method of Matrix Analysis of Group Structure." Psychometrika 14, 95-116, 1949.Perepechko, S. N. and Voropaev, A. N. "The Number of Fixed Length Cycles in an Undirected Graph. Explicit Formulae in Case of Small Lengths."Roberts, B. and Kroese, D. P. "Estimating the number of s-t Paths in a Graph." J. Graph Algorithms Appl. 11, 195-214, 2007.Ross, I. C. and Harary, F. "On the Determination of Redundancies in Sociometric Chains." Psychometrika 17, 195-208, 1952.Valiant, L. G. "The Complexity of Enumeration and Reliability Problems." SIAM J. Computing 8, 410-421, 1979.West, D. B. 圖論導論,第二版 Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, p. 20, 2000.

請引用本文為

Weisstein, Eric W. "圖路徑。" 來自 Web 資源。 https://mathworld.tw/GraphPath.html

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