Произведение графов
Произведение графов — это бинарная операция на графах. Конкретнее, это операция, которая двум графам G1 и G2 сопоставляет граф H со следующими свойствами:
- Множество вершин графа H — это прямое произведение V(G1) × V(G2), где V(G1) и V(G2) являются множествами вершин G1 и G2 соответственно.
- Две вершины (u1, u2) и (v1, v2) графа H соединены ребром тогда и только тогда, когда вершины u1, u2, v1, v2 удовлетворяют определённым условиям, соответствующим типу произведения (смотрите ниже).
Виды произведений
Следующая таблица показывает наиболее употребительные произведения графов. В таблице означает «соединены ребром» и означает «не соединены ребром». Символы операций, приведённые ниже, не всегда означают стандарт, особенно в ранних работах.
Название | Условие для (, ) ∼ (, ). | Размеры | Пример |
---|---|---|---|
Декартово произведение |
( = и ) или ( и = ) |
||
Тензорное произведение (Категорийное произведение) |
и | ||
Лексикографическое произведение или |
u1 ∼ v1 или ( u1 = v1 и u2 ∼ v2 ) |
||
Сильное произведение (Нормальное произведение) |
( u1 = v1 и u2 ∼ v2 ) или ( u1 ∼ v1 и u2 = v2 ) или ( u1 ∼ v1 и u2 ∼ v2 ) |
||
Конормальное произведение графов (Дизъюнктное произведение) |
u1 ∼ v1 или u2 ∼ v2 |
||
Модулярное произведение | и или и |
||
Корневое произведение | см. статью | ||
Произведение Кронекера | см. статью | см. статью | см. статью |
Зигзаг-произведение | см. статью | см. статью | см. статью |
Заменяющее произведение | |||
Гомоморфное произведение[1][2][1] |
или и |
В общем случае произведение графов определяется любым условием для (u1, u2) ∼ (v1, v2), которое может быть выражено в терминах утверждений u1 ∼ v1, u2 ∼ v2, u1 = v1 и u2 = v2.
Мнемоника
Пусть — полный граф с двумя вершинами (т.е. единственное ребро). Произведения графов , , и выглядят в точности как знак операции умножения. Например, является циклом длины 4 (квадрат), а является полным графом с четырьмя вершинами. Нотация для лексикографического произведения напоминает, что произведение не коммутативно.
См. также
Примечания
- David E. Roberson, Laura Mancinska. Graph Homomorphisms for Quantum Players. — 2012.
- R. Bačík, S. Mahajan. Computing and Combinatorics. — 1995. — Т. 959. — С. 566, Semidefinite programming and its applications to NP problems. — (Lecture Notes in Computer Science). — ISBN 3-540-60216-X. — doi:10.1007/BFb0030878.
Литература
- Imrich, Wilfried; Klavžar, Sandi. Product Graphs: Structure and Recognition (англ.). — Wiley, 2000. — ISBN 0-471-37039-8..