主題
Search

簡單有向圖


SimpleDigraphs

簡單有向圖是沒有重邊的有向圖(對應於對角線上為 0 的二進位制鄰接矩陣)。對於 n 個節點的簡單有向圖的數量,對於 n=1, 2, ... 分別是 1, 3, 16, 218, 9608, ... (OEIS A000273),其由下式給出NumberOfDirectedGraphs[n] 在 Wolfram 語言 包中Combinatorica`n 個節點上的有向圖可以列舉為ListGraphs[n,Directed] 在 Wolfram 語言 包中Combinatorica` .

具有 n 個節點的簡單有向圖可能具有 0 到 n(n-1) 條邊。具有 n 個節點和 m 條邊的簡單有向圖的數量可以由下式給出NumberOfDirectedGraphs[n, m] 在 Wolfram 語言 包中Combinatorica`。具有 n 個節點(行)和 m 條邊(列)的圖的三角形計數如下所示 (OEIS A052283)。

nm=0, 1, 2, ...
11
21, 1, 1
31, 1, 4, 4, 4, 1, 1
41, 1, 5, 13, 27, 38, 48, 38, 27, 13, 5, 1, 1

完全圖,其中每條邊都是雙向的,稱為完全有向圖。沒有對稱有向邊對(即,沒有雙向邊)的有向圖稱為定向圖。完全定向圖(即,每對節點都由具有唯一方向的單條邊連線的有向圖)稱為競賽圖

多項式

 d_p(x)=sum_(q)d_(pq)x^q
(1)

枚舉了具有 p 個節點的不同簡單有向圖的數量(其中 g_(pq) 是具有 p 個節點和 q 條邊的有向圖的數量)可以透過應用 Pólya 列舉定理找到。這給出了具有 p 個點的有向圖的計數多項式,如下所示

 d_p(x)=Z(S_p^([2]),1+x),
(2)

其中 S_p^([2]) 是作用於 {1,2,...,p} 的 2-子集的縮減有序對群,由下式給出

 Z(S_p^([2]))=1/(p!)sum_((j))(p!)/(product_(k=1)^(p)k^(j_k)j_k!)a_k^((k-1)j_k+2k(j_k; 2))product_(q=1)^pproduct_(r=q+1)^pa_(LCM(q,r))^(j_qj_rGCD(q,r))
(3)

(Harary 1994, p. 186)。這裡,|_x_|向下取整函式(n; m)二項式係數,LCM 是最小公倍數,GCD 是最大公約數 (j) 遍佈迴圈指標的所有指數向量,並且 h_(j)j_p 項的係數在 Z(S_p^([2])) 中。前幾個迴圈指標 Z(S_p^([2]))

S_2^([2])=1/2a_1^2+1/2a_2
(4)
S_3^([2])=1/6a_1^6+1/2a_2^3+1/3a_3^2
(5)
S_4^([2])=1/(24)x_1^(12)+1/4x_2^5x_1^2+1/8x_2^6+1/3x_3^4+1/4x_4^3
(6)
S_5^([2])=1/(120)x_1^(20)+1/(12)x_2^7x_1^6+6/x_3^6x_1^2+1/8x_2^(10)+1/4x_4^5+1/5x_5^4+1/6x_2x_3^2x_6^2.
(7)

設定 a_n=1+x^n 給出具有 n 個節點和 k 條邊的有向圖數量的生成函式,

d_1=x
(8)
d_2=x^2+x+1
(9)
d_3=x^6+x^5+4x^4+4x^3+4x^2+x+1.
(10)

參見

無環有向圖, 有向圖, 定向圖, 簡單圖, 強連通有向圖, 競賽圖, 弱連通有向圖

使用 探索

參考文獻

Harary, F. "Digraphs." Ch. 16 in 圖論。 Reading, MA: Addison-Wesley, pp. 10, 186, and 198-211, 1994.Sloane, N. J. A. 序列 A000273/M3032 和 A052283,收錄於“整數數列線上大全”。

在 上引用

簡單有向圖

請引用為

Weisstein, Eric W. "簡單有向圖。" 來自 Web 資源。 https://mathworld.tw/SimpleDirectedGraph.html

學科分類