Расчет плотности (G) графа G

Рассчитаем плотность графа G, т.е. наибольшее число вершин подграфа графа G, между всеми вершинами которого задано отношение смежности.

Получим матрицы смежности ||H|| и достижимости ||Q|| графа G (рисунок 6.10).


 

       
 
H

 

 
Q

 

 


 

 

 

Рисунок 6.10 ― Матрицы ||H|| и ||Q|| графа G

 

В матрице || Q|| сформируем блоки, используя метод визуального анализа и перестановок строк (т.е. стоки меняются местами) и перестановок столбцов (т.е. столбцы меняются местами). В итоге получим матрицу ||Q|| на рисунке 6.11.

Q

 

Рисунок 6.11 ― Матрица || Q || с тремя выделенными блоками

 

Анализ матрицы || Q || на рисунке 6.11 показывает, что поскольку число блоков равно трем, то имеем три полных подграфа G с тремя вершинами в каждом (1-ый блок: 3х3, 2-ой блок: 3х3, 3-ий блок: 2х2). Иными словами, |Х`1|=3, |Х`2|=3, |Х`3|=2 (рисунок 6.12).

 
 

Рисунок 6.12 ― Три подграфа графа G

Обозначения: пунктиром выделены полные подграфы графа G.

 

Таким образом имеем:

.

Расчет неплотности ε(G) графа G

Рассмотрим плотность графа G, т.е. наибольшее число вершин пустого подграфа графа G между всеми вершинами которого нет отношений смежности.

Построим обратный граф ┐G для графа G. Для этого получим матрицу || H || и обратную ей матрицу || ┐H || (рисунок 6.13).

       
 
H

 

 
H

 

 

 

 


Рисунок 6.13 ― Матрицы смежности (слева-направо) графа G и графа ┐G

 

Строим матрицу достижимости графа ┐G и выполняем операцию перестановки строк и столбцов. Результаты показаны на рисунке 6.14.

Qp

 

 
 
Qp

 

 

 


Рисунок 6.14 ― Матрицы достижимости ┐Qp графа ┐G

Примечание: матрица на рисунке справа имеет блочную структуру.

 

На рисунке 6.15 показан обратный граф ┐G.

 
 

 

Рисунок 6.15 - Обратный граф ┐G

 

Анализ матрицы ┐Qp с блочной структурой на рисунке 6.14 показывает, что поскольку число блоков – три, то имеем три пустых подграфа графа G (рисунок 6.16):

|Х`1|=3, |Х`2|=3, |Х`3|=2.

 

 
 

Рисунок 6.16 - Три пустых подграфа графа G

 

Таким образом имеем:

 

.

 

Расчет внешней устойчивости ψ(G) графа G

Рассчитаем внешнюю устойчивость графа G, т.е. наименьшее число вершин графа G смежных со всеми остальными вершинами графа.

Составим таблицу 6.2 отображений для графа G и дополним ее столбцом несмежных вершин.

 

Таблица 6.2 ― Таблица отображений графа G

xi Hi Hi
5,7 6,8,9
4,6,7 8,9
5,7 4,8,9
4,5,6,8,9
7,9 4,5,6
7,8 4,5,6

 

Анализ таблицы 6.2 показывает, что в столбце ┐Hi есть несмежные вершины. В этом случае необходимо построить еще одну таблицу – таблицу 6.3 следующим образом.

Таблица 6.3 строится на базе строк таблицы 6.2, в которых нет знака в столбце ┐Hi. В нашем случае таких строк – пять. В строках первого столбца таблицы 6.3 пары вершин, образованные полным перебором вершин из первого и второго столбцов таблицы 6.2. В строках второго и третьего столбцов таблицы 6.3 указываются смежные и несмежные вершины, соответственно, для ij}, перечисляемых в строках первого столбца таблицы 6.3.

 

Таблица 6.3 ― Таблица отображений и несмежных вершин для двухэлементных подмножеств

{xi,xj} H(xi,xj) ┐H(xi,xj)
x4,x5 x6,x7 x8,x9
x4,x7 x5,x6,x8,x9
x5,x6 x4x7 x8,x9
x5,x7 x4,x6,x8,x9
x7,x6 x5,x8,x9 x4
x7,x8 x4,x5,x6,x9
x7,x9 x4,x5,x6,x8
x8,x9 x7 x4,x5,x6

 

Если в таблице 6.3 найдется , т.е. хотя бы в одной строке столбца 3 таблицы 6.3 будет стоять знак , то расчеты завершены. В противном случае необходимо перейти к формированию новых таблиц отображений и несмежных вершин для трех элементных подмножеств , т.е. H(xi,xj,xk) и ┐H(xi,xj,xk) и т.д.

В нашем примере во второй, четвертой, шестой и седьмой строках стоят знаки . Значит расчеты закончены и можно приступать к анализу таблицы 6.2 и таблицы 6.3.

По итогам анализа таблицы 6.3 можно сформировать множество T потенциальных ядер графа G, т.е.

Т= {{ x4,x5},{ x4,x7},{x7,x8},{x7, x4}},

где T1={ x4,x5}, T2={x5,x7}, T3={x7,x8}, T4={x7, x4}.

Тогда ψ(G)={| |}=||}|i=1;4=2.