最小頂點覆蓋(Minimum Vertex Cover)與最大獨立集(Maximum Independent Set)


問題描述:就是在圖中找最小的點集,使得覆蓋所有邊。

和獨立集等價:獨立集問題:在圖中找最大的點集,使得點集內的所有點互不相連。

 

引理:頂點覆蓋集和獨立集互補。

 

上面這個引理使得這兩個問題可以相互規約,從而這兩個問題等價。

 

等價問題:給定圖G和數k, 問G包含大小至少為k的獨立集嗎?

為什么等價:如果我們能在多項式時間內給出這個問題的答案,那么我們可以通過二分查找得到最大獨立集的size為K。一個點如果是最大獨立集中的點,等價於除去這個點后得到的圖G'含有一個K-1大小的獨立集。那么我們每次選取一個頂點v,然后再問一下G'是否有K-1的獨立集,如果回答為yes,那么我們把v加入我們的答案中,如果回答為no, 我們把v的鄰居加入答案中(因為如果v不在答案中,v的鄰居也不在答案中,那么v和鄰居之間的邊將不會被覆蓋)。所以,如果上述提問的解法是多項式的,那么最大獨立集問題也是多項式的。


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