證明頂點覆蓋在理論計算機科學(TOC)中是NP完全的


它是圖G的頂點子集(最小尺寸),使得G中的每條邊都至少與G中一個頂點相關聯。

頂點覆蓋(VC)問題

為了證明VC是NP完全的,我們必須證明以下幾點:

  • VC是非確定性多項式(NP)的。

  • 一個NPC問題可以歸約到VC。

為了證明VC是NP,找到一個驗證器,它是一個頂點子集,它是VC,並且可以在多項式時間內進行驗證。對於一個有n個頂點的圖,它可以在O(n2)時間內得到證明。因此,VC是NP。

現在考慮“團”問題,它是NPC,並將它歸約到VC以證明NPC。圖G的團是頂點的子集,使得這些頂點在給定的圖G中形成一個完全子圖。

下面給出了VC問題的兩個圖示題(a)和(b):

考慮圖(a),這裡團是{a,b,c,d}。

現在計算一個如圖(b)所示的圖,如下所示:

圖(a)中所有頂點的完全圖 - (a)

對於圖(b),我們可以說頂點覆蓋是{s,t},它覆蓋了(b)的所有邊。這個{s,t} = {a,b,c,d,s,t} – {圖(a)的團} 因此,反過來,我們可以說我們可以將團歸約到VC問題,反過來也可以找到給定無向圖的VC和團。這意味著VC是NP完全可歸約的。

因此證明了VC是NPC。

更新於:2021年6月14日

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