【问题标题】:Determining the uniqueness of a min-cut确定最小切割的唯一性
【发布时间】:2011-12-02 04:32:14
【问题描述】:

免责声明:这个家庭作业问题。现在截止日期已经过去,因此无需担心就可以继续讨论。

我正在努力解决的问题是确定图 G = (V, E) 中的特定最小 s-t 切割是否唯一。根据this example,使用最大流算法找到 一些 最小切很简单,但是您如何显示它是 最小切?

【问题讨论】:

标签: algorithm graph unique


【解决方案1】:

鉴于最大流量/最小切割问题实际上是一个线性规划问题(分别为原始/对偶),我认为任何检查 LP 解决方案的唯一性并找到替代最佳解决方案(如果它不是唯一的)的方法都可以在这种情况下使用。 我用谷歌搜索找到这篇论文:On the Uniqueness of Solutions to Linear Programs 编辑 1: 根据 dzhuang 的建议,对于那些不知道 maxflow-mincut 定理是线性规划中强对偶定理的特例的人,这里是解释这种细微差别的链接:https://en.wikipedia.org/wiki/Max-flow_min-cut_theorem#Linear_program_formulation

【讨论】:

  • "最大流问题是线性问题,但最小切不是。"en.wikipedia.org/wiki/…
  • @Dzhuang 在什么意义上你声称最小切割不是线性问题?
  • 对不起,我没有注意到你指的是主/对偶关系。我撤回我的批评者,如果您可以编辑(例如,添加上述维基百科参考)您的原始答案,那么我可以撤消反对票,并添加赞成票。
【解决方案2】:

好的,既然你不想马上得到完整的答案,我会给你一些提示。阅读尽可能多的内容,如果您放弃了,请继续阅读所有内容。

1:
如果没有其他最小切割,切割是唯一的。

2:
如果您成功找到了不同的最小切割,那么第一个最小切割就不是唯一的。

3:
您的链接给了我们一个最小切割,它是残差图中 s 的所有可到达顶点。你能想出一种方法来获得不同的剪辑,不一定相同吗?

4:
为什么我们特别选择从 s 可以到达的那些顶点?

5:
也许我们可以做一些与 t 类似的事情?

6:
查看相同的残差图,从 t 开始。在箭头的reverse 方向查看从 t 可到达的顶点组(表示可以到达 t 的所有顶点)。

7:
这个组也是一个最小切(或者实际上是S \那个组,准确地说)。

8(最终答案):
如果该剪辑与您的原始剪辑相同,则只有一个。否则,你只找到了 2 个剪辑,所以原来的剪辑不可能是唯一的。

【讨论】:

  • 实际上,这在我绘制的示例中也很有意义...(我确实阅读了整个内容...但感谢您将其分解!)虽然它似乎要简单得多比上面。这对我来说也很有意义。您对@davin 给出的答案有何看法?
  • @DanielBuckmaster 他的答案也有效,但复杂性更差:它的 |E|*(|V|+|E|) 而不是我的 (|V|+|E|)案例,如果我没记错的话。
  • 假设已经计算了最大流量,也就是说。我所知道的所有最大流算法都在 O(|V|^3) 左右或同等水平。如果在增量修改后有一种快速 (O(|V|)) 方法来重新计算最大流量(我怀疑有...需要问我的导师),那么另一种方法将减少到相同的时间复杂度(但如果考虑常数可能会更慢)。
【解决方案3】:

大纲:

给定一个具有切边 E' 的最小 ST 割,(U,V),我们做一个简单的观察:如果这个最小割不是唯一的,那么存在一些具有一组割边 E 的其他最小割'',这样 E'' != E'。

如果是这样,我们可以遍历 E' 中的每条边,增加它的容量,重新计算最大流量,并检查它是否增加了。

由于上述观察,E' 中存在一条边,当增加时,如果原始切割不是唯一的,则最大流量不会增加。

我会让你填写细节并证明这是一个多时间任务。

【讨论】:

  • 精氨酸。这很简单,真的...我之前确实想知道是否要修改流量容量,但放弃了这种思路,因为它涉及在不同图上求解最大流量。
  • 在这个链接中他举了一个多于一分钟的例子? stackoverflow.com/questions/34820333/…
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