图论 —— 网络流 —— 最小割 —— 平面图与对偶图

【平面图】

对于一个图 G=(V,E),若其重画后,在平面任意两条边的交点除了图中点外,没有其他交点,那么这个图称为平面图

图论 —— 网络流 —— 最小割 —— 平面图与对偶图_第1张图片

  • 在平面图中,由边包围并且其中不含顶点的区域称为
  • 包围面 R 的所有边组成的回路称为面 R 的边界
  • 回路长度称为面 R 的度,记为 deg(R)
  • 具有相同边界的面称为相邻面
  • 由平面图的边包围的无穷大的面称为外部面,一个平面图有且仅有一个外部面
  • 所有面的度的和等于其边数 E 的两倍,即有:\sum_{i=1}^rdeg(R_i)=2|E|

【对偶图】

对于平面图 G=(V,E),若图 G'=(V',E') 满足:

  • G 的任一一面 Ri 内有且仅有一点 vi'
  • 对 G 的域 Ri 和 Rj 的共同边界 Ek,连接一条边 Ek'=(vi',vj') 且只与 Ek 交于一点
  • 若共同边界 Ek 完全在域 Ri 中,那么 vi' 有一自环 Ek'

则称图 G' 为平面图 G 的对偶图

图论 —— 网络流 —— 最小割 —— 平面图与对偶图_第2张图片

【平面图转对偶图】

平面图与对偶图常应用于网络流中。

若网络流的图 G 能转换成一个平面图,那么有:

  • 对偶图 G' 中的环对应平面图 G 中的割
  • 平面图 G 的面数等于对偶图 G' 的点数,且 G 与 G' 的边数相同

利用最大流最小割定理转换模型,根据平面图 G 与对偶图 G' 的关系,若想求出 G 的最小割,那么令转换后的 G' 的每条边的长度等于他的容量,于是最小割的容量就等于最短路的长度。

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