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好象是覆盖问题, 找到个介绍, 贪心是不行的, 也许可以用匹配解

Posted by sunmoonstar at 2006-05-16 13:53:25 on Problem 1084
In Reply To:支配集吧 Posted by:frkstyc at 2006-05-16 13:50:32
二分图是一个无向图,它的n 个顶点可二分为集合A和集合B,且同一集合中的任意两个顶点在图中无边相连(即任何一条边都是一个顶点在集合A中,另一个在集合B中)。当且仅当B中的每个顶点至少与A中一个顶点相连时,A的一个子集A' 覆盖集合B(或简单地说,A' 是一个覆盖)。覆盖A' 的大小即为A' 中的顶点数目。当且仅当A' 是覆盖B的子集中最小的时,A' 为最小覆盖。
例1-10 考察如图1 - 6所示的具有1 7个顶点的二分图,A={1, 2, 3, 16, 17}和B={4, 5, 6, 7, 8, 9,10, 11, 12, 13, 14, 15},子集A' = { 1 , 1 6 , 1 7 }是B的最小覆盖。在二分图中寻找最小覆盖的问题为二分覆盖( b i p a r t i t e - c o v e r)问题。在例1 2 - 3中说明了最小覆盖是很有用的,因为它能解决“在会议中使用最少的翻译人员进行翻译”这一类的问题。
二分覆盖问题类似于集合覆盖( s e t - c o v e r)问题。在集合覆盖问题中给出了k 个集合S= {S1 , S2 ,., Sk },每个集合Si 中的元素均是全集U中的成员。当且仅当èi S'Si =U时,S的子集S' 覆盖U,S '中的集合数目即为覆盖的大小。当且仅当没有能覆盖U的更小的集合时,称S' 为最小覆盖。可以将集合覆盖问题转化为二分覆盖问题(反之亦然),即用A的顶点来表示S1 , ., Sk ,B中的顶点代表U中的元素。当且仅当S的相应集合中包含U中的对应元素时,在A与B的顶点之间存在一条边。
例1 - 11 令S= {S1,. . .,S5 }, U= { 4,5,. . .,15}, S1 = { 4,6,7,8,9,1 3 },S2 = { 4,5,6,8 },S3 = { 8,1 0,1 2,1 4,1 5 },S4 = { 5,6,8,1 2,1 4,1 5 },S5 = { 4,9,1 0,11 }。S ' = {S1,S4,S5 }是一个大小为3的覆盖,没有更小的覆盖, S' 即为最小覆盖。这个集合覆盖问题可映射为图1-6的二分图,即用顶点1,2,3,1 6和1 7分别表示集合S1,S2,S3,S4 和S5,顶点j 表示集合中的元素j,4≤j≤1 5。
集合覆盖问题为N P-复杂问题。由于集合覆盖与二分覆盖是同一类问题,二分覆盖问题也是N P-复杂问题。因此可能无法找到一个快速的算法来解决它,但是可以利用贪婪算法寻找一种快速启发式方法。一种可能是分步建立覆盖A' ,每一步选择A中的一个顶点加入覆盖。顶点的选择利用贪婪准则:从A中选取能覆盖B中还未被覆盖的元素数目最多的顶点。
例1-12 考察图1 - 6所示的二分图,初始化A' = 且B中没有顶点被覆盖,顶点1和1 6均能覆盖B中的六个顶点,顶点3覆盖五个,顶点2和1 7分别覆盖四个。因此,在第一步往A' 中加入顶点1或1 6,若加入顶点1 6,则它覆盖的顶点为{ 5 , 6 , 8 , 1 2 , 1 4 , 1 5 },未覆盖的顶点为{ 4 , 7 , 9 , 1 0 , 11 , 1 3 }。顶点1能覆盖其中四个顶点( { 4 , 7 , 9 , 1 3 }),顶点2 覆盖一个( { 4 } ),顶点3覆盖一个({ 1 0 }),顶点1 6覆盖零个,顶点1 7覆盖四个{ 4 , 9 , 1 0 , 11 }。下一步可选择1或1 7加入A' 。若选择顶点1,则顶点{ 1 0 , 11} 仍然未被覆盖,此时顶点1,2,1 6不覆盖其中任意一个,顶点3覆盖一个,顶点1 7覆盖两个,因此选择顶点1 7,至此所有顶点已被覆盖,得A' = { 1 6 , 1 , 1 7 }。
图1 - 7给出了贪婪覆盖启发式方法的伪代码,可以证明: 1) 当且仅当初始的二分图没有覆盖时,算法找不到覆盖;2) 启发式方法可能找不到二分图的最小覆盖。

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