二分图是一个无向图,它的n 个顶点可二分为集合A和集合B,且同一集合中的任意两个顶点在图中无边相连(即任何一条边都是一个顶点在集合A中,另一个在集合B中)。当且仅当B中的每个顶点至少与A中一个顶点相连时,A的一个子集A' 覆盖集合B(或简单地说,A' 是一个覆盖)。覆盖A' 的大小即为A' 中的顶点数目。当且仅当A' 是覆盖B的子集中最小的时,A' 为最小覆盖。
例1-10 考察如图1 - 6所示的具有1 7个顶点的二分图,A={1, 2, 3, 16, 17}和B={4, 5, 6, 7, 8, 9,10, 11, 12, 13, 14, 15},子集A' = { 1 , 1 6 , 1 7 }是B的最小覆盖。在二分图中寻找最小覆盖的问题为二分覆盖( b i p a r t i t e - c o v e r)问题。在例1 2 - 3中说明了最小覆盖是很有用的,因为它能解决“在会议中使用最少的翻译人员进行翻译”这一类的问题。
二分覆盖问题类似于集合覆盖( s e t - c o v e r)问题。在集合覆盖问题中给出了k 个集合S= {S1 , S2 ,., Sk },每个集合Si 中的元素均是全集U中的成员。当且仅当èi S'Si =U时,S的子集S' 覆盖U,S '中的集合数目即为覆盖的大小。当且仅当没有能覆盖U的更小的集合时,称S' 为最小覆盖。可以将集合覆盖问题转化为二分覆盖问题(反之亦然),即用A的顶点来表示S1 , ., Sk ,B中的顶点代表U中的元素。当且仅当S的相应集合中包含U中的对应元素时,在A与B的顶点之间存在一条边。
例1 - 11 令S= {S1,. . .,S5 }, U= { 4,5,. . .,15}, S1 = { 4,6,7,8,9,1 3 },S2 = { 4,5,6,8 },S3 = { 8,1 0,1 2,1 4,1 5 },S4 = { 5,6,8,1 2,1 4,1 5 },S5 = { 4,9,1 0,11 }。S ' = {S1,S4,S5 }是一个大小为3的覆盖,没有更小的覆盖, S' 即为最小覆盖。这个集合覆盖问题可映射为图1-6的二分图,即用顶点1,2,3,1 6和1 7分别表示集合S1,S2,S3,S4 和S5,顶点j 表示集合中的元素j,4≤j≤1 5。
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