基本概念

图、路、环

一个有向图由 G=(N,A) <script type="math/tex" id="MathJax-Element-1">\mathbb G=(\mathcal N, \mathcal A)</script>表示,其中 N <script type="math/tex" id="MathJax-Element-2">\mathcal N</script>表示节点集, A <script type="math/tex" id="MathJax-Element-3"> \mathcal A</script>表示边集。边 (i,j) <script type="math/tex" id="MathJax-Element-4">(i,j)</script>为一有序对, i <script type="math/tex" id="MathJax-Element-5">i</script>为出发节点,j<script type="math/tex" id="MathJax-Element-6">j</script>为终止节点。在无向图中 (i,j)(j,i) <script type="math/tex" id="MathJax-Element-7">(i,j)与(j,i)</script>一致。
P <script type="math/tex" id="MathJax-Element-8">P</script>是由节点及其对应的边依次相连构成。
是出发节点和终止节点相同的路。

如果一条路不含重复边和重复节点,就被称做简单路,出发节点和终止节点相同的简单路就被称为简单环。


流和散度

流是用来衡量流过边的某种量,用xi,j<script type="math/tex" id="MathJax-Element-9">x_{i,j}表示</script>。并将流的集合 {xi,j|(i,j)A} <script type="math/tex" id="MathJax-Element-10">\{ x_{i,j} | (i,j)\in \mathcal A\}</script>称为流向量(注意流可正可负)。
散度则表示离开节点 i <script type="math/tex" id="MathJax-Element-11">i</script>的总流量和进入节点i<script type="math/tex" id="MathJax-Element-12">i</script>的总流量之差,其定义如下:

yi={j|(i,j)A}xij{j|(j,i)A}xji
<script type="math/tex; mode=display" id="MathJax-Element-13"> y_i=\sum_{\{j|(i,j)\in \mathcal A\}}x_{ij}-\sum_{\{j|(j,i)\in \mathcal A\}}x_{ji} </script>
yi>0 <script type="math/tex" id="MathJax-Element-14">y_i \gt 0</script>可以称为源点, yi<0 <script type="math/tex" id="MathJax-Element-15">y_i \lt 0</script>可以称为汇点,而且可以得到以下等式:
iNyi=0
<script type="math/tex; mode=display" id="MathJax-Element-16"> \sum_{i\in\mathcal N }y_i=0 </script>

共轭分解

共轭定义

将一个流向量分解为若干个简单路流之和往往便于处理。由此得到了共轭实现的概念。
P <script type="math/tex" id="MathJax-Element-17">P</script>和流向量x<script type="math/tex" id="MathJax-Element-18">x</script>共轭,即满足以下条件:对于所有 P <script type="math/tex" id="MathJax-Element-19">P</script>的前向边(i,j)<script type="math/tex" id="MathJax-Element-20">(i,j)</script>有 xij>0 <script type="math/tex" id="MathJax-Element-21">x_{ij}\gt 0</script>,对于所有 P <script type="math/tex" id="MathJax-Element-22">P</script>的后向边(i,j)<script type="math/tex" id="MathJax-Element-23">(i,j)</script>有 xij<0 <script type="math/tex" id="MathJax-Element-24">x_{ij}\lt 0</script>,并且,或者 P <script type="math/tex" id="MathJax-Element-25">P</script>是环,或者P<script type="math/tex" id="MathJax-Element-26">P</script>的出发节点和终止节点分别是 x <script type="math/tex" id="MathJax-Element-27">x</script>的源点和汇点。

共轭实现定理

非零流向量x<script type="math/tex" id="MathJax-Element-28">x</script>可以分解为和 x <script type="math/tex" id="MathJax-Element-29">x</script>共轭的t<script type="math/tex" id="MathJax-Element-30">t</script>个简单路流向量 x1,x2,...,xt <script type="math/tex" id="MathJax-Element-31">x^1,x^2,...,x^t</script>,其中 t <script type="math/tex" id="MathJax-Element-32">t</script>不大于边和节点数目之和A+N<script type="math/tex" id="MathJax-Element-33">A+N</script>。如果 x <script type="math/tex" id="MathJax-Element-34">x</script>是整数向量,那么x1,x2,...,xt<script type="math/tex" id="MathJax-Element-35">x^1,x^2,...,x^t</script>也可以选为整数向量。如果 x <script type="math/tex" id="MathJax-Element-36">x</script>是一个循环向量,那么x1,x2,...,xt<script type="math/tex" id="MathJax-Element-37">x^1,x^2,...,x^t</script>也可以选为简单环流,且 tA <script type="math/tex" id="MathJax-Element-38">t\le A</script>。


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