Szybko policz liczbę drzew spinających


19

Niech oznacza liczbę drzew opinających na wykresie z wierzchołkami. Istnieje algorytm obliczający w operacjach arytmetycznych . Ten algorytm oblicza , gdzie Q jest Laplacianem z G, a J jest macierzą składającą się wyłącznie z 1 's. Aby uzyskać więcej informacji na temat tego algorytmu, zobacz Biggs - teoria grafów algebraicznych lub to pytanie Math SE .G n t ( G ) O ( n 3 ) 1t(G)Gnt(G)O(n3)QGJ11n2det(J+Q)QGJ1

Zastanawiam się, czy jest jakiś sposób na szybsze obliczenie t(G) . (Tak, istnieje szybsze niż O(n3) algorytmy obliczania wyznacznika, ale interesuje mnie nowe podejście.)

Jest również zainteresowany rozważeniem specjalnych rodzin grafów (może planarnych?).

Na przykład w przypadku grafów cyrkulacyjnych t(G) można obliczyć w operacjach arytmetycznych O(nlg⁡n) za pomocą tożsamości t(G)=1nλ1⋯λn−1 , gdzie λi są niezerowymi wartościami własnymi macierzy Laplaciana G , którą można szybko obliczyć dla grafów krążących. (Reprezentuj pierwszy wiersz jako wielomian, a następnie oblicz go na n pierwiastkach jedności - ten krok wykorzystuje dyskretną transformację Fouriera i może być wykonany w operacjach arytmetycznych O(nlg⁡n) .)

Dziękuję Ci bardzo!


Siergiej, próbowałem edytować twoje pytanie, aby poprawić jasność. Sprawdź, czy poprawnie zrozumiałem twoje pytanie i nie wprowadziłem żadnych błędów.
— Tyson Williams

1
Oto jeden ogólny przykład rodzin wykres, na którym znalezienie złożoność może być wykonane szybciej: wykresy Cayley abelowe dla grup z wytwórcami zestaw , tak, że . Wiemy, że wartości własne takiej macierzy to , gdzie są różnymi znakami grupy. Wszystkie znaki są łatwe do znalezienia (więcej informacji można znaleźć w tym artykule ), ponieważ obliczenie tych znaków jest wymiarowe FFT (patrz Cormen i in. Rozdział o FFT), tzn. Można to zrobić w . GSS−1=S∑h∈Sχ(h)χnO(nlg⁡n)
— Finsky

Więcej informacji na temat wykresów Cayleya można znaleźć w tej książce .
— Finsky,

1
Często łatwiej jest wykonywać algebrę liniową za pomocą Laplaciana zamiast ogólnej macierzy. Zastanawiam się, czy to może być istotne.
— Gil Kalai

Czy mógłbyś, bardziej szczegółowo, podać, jeśli to możliwe, przykłady, nawet jeśli nie jest to bezpośrednio związane z omawianym tematem. Dziękuję Ci.
— Finsky

Odpowiedzi:


12

Jest znane , że do w ograniczonym treewidth, w TUTTE wielomianu T ( G ; x , y ) może być oceniany w każdym ( x , y ), przy użyciu O ( n ) operacji arytmetycznych. Jeśli G jest podłączony, to t ( G ) = T ( G ; 1 , 1 ) .GT(G;x,y)(x,y)O(n)Gt(G)=T(G;1,1)

Korzystając z naszej strony potwierdzasz, że przeczytałeś(-aś) i rozumiesz nasze zasady używania plików cookie i zasady ochrony prywatności.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.