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图中顶点子集的连通性骨架:奇偶情形

数据结构与算法 2026-03-26 v4 组合数学

摘要

G=(V,E)G=(V,E) 为无向无权多重图,SVS\subseteq V 为顶点子集。移除后能使 SS 断开(即 SS 中至少有一对顶点之间不存在路径)且基数最小的边集称为 SS 的 Steiner 最小割,或简称 SS-mincut。连通性骨架是一种存储 GG 中所有 SS-mincut 的紧凑数据结构,由 Dinitz 和 Vainshtein 于 1994 年在一份扩展摘要中提出。针对 SS-mincut 容量为奇数的较简单情形,该数据结构各项结果的完整证明于 2000 年发表在 SICOMP 上。在过去二十年中,曾多次尝试证明 SS-mincut 容量为偶数的情形,但均未得出逻辑完备的结论。我们给出以下结果。- 我们首次给出了连通性骨架完整、自洽的阐述,涵盖了 SS-mincut 容量的奇偶两种情形。- 我们采用另一种更简单的方法推导了这些结果。具体而言,我们利用割的次模性——一种用简单不等式表达的著名图性质——来推导结果。- 我们还展示了如何利用连通性骨架,结合一些额外见解,高效地回答与 SS-mincut 相关的一些基本查询。

关键词

引用

@article{arxiv.2503.06266,
  title  = {The connectivity carcass of a vertex subset in a graph: both odd and even case},
  author = {Surender Baswana and Abhyuday Pandey},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2503.06266},
  year   = {2026}
}

备注

Preliminary version of this article appeared in the proceedings of the SIAM Symposium on Simplicity in Algorithms (SOSA) 2025