在圖論中,同胚()是兩個圖之間的一種關係,指在僅考慮圖分支架構的情況下,兩圖有相同的分支架構。在部分情況下,同胚這個術語亦用於拓樸學中。
定義
若兩圖G和G',其中G是某圖的若干細分變換結果,且G'可以透過其原像套用若干細分變換來形成,則稱G和G'同胚。若兩圖的線條(即從一個頂點出發抵達另外一個頂點中途都沒有其他分支的路徑)皆能一一對應,則稱兩圖同胚。
計算複雜性
判定兩圖是否同胚是一個NP完全的問題。在與同胚相關的研究中,更常探討的議題是研究某圖的細分是否與另一圖的子圖同構。通常會先假設有2圖,H和G,而大部分文獻的研究著重於H的細分圖是否與G的子圖同構,而若H是一個n頂點的環的話,則這個問題相當於哈密頓迴路問題,因此是一個NP完全的問題。然而,由於不允許對H進行平滑變換,因此上述表述只適用於「若H是沒有任何度為2的頂點的圖,H的細分圖是否與G的子圖同構」,而要證明「H與G是否同胚」問題是一個NP完全問題,可利用簡化的哈密頓迴路問題之小修改來達成:在H和G中每一個與所有其他頂點相鄰的部分加入一個頂點,此時,若G是哈密頓圖時,G所加入的一個頂點會包含與(n + 1)頂點的輪圖同胚之子圖,反之亦然。
參考文獻
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