使用中间相遇的最小顶点覆盖

Minimal Vertex Cover using Meet-in-the-Middle

我在研究中间相遇算法,发现了以下练习:

给定一个有n个节点的图(n <= 30),找出一个顶点数最少的集合,使得图中的每条边至少有一个节点在集合中。

我不知道该怎么做,我得到的唯一提示是

复杂度 O(3^(n/2))

你能解释一下这个想法吗?

从图中取出一条边(u1, v1),去掉所有与它共享一个顶点的边。再取出一个(u2, v2), ...继续直到图的其余部分没有边。

你最终得到许多顶点对

(u1, v1), (u2, v2), ..., (uk, vk)

其余的顶点是:

w1, w2, ..., wm

调用第一组顶点配对顶点,第二组未配对顶点。注意,2k + m = n,原始图中不成对的顶点之间没有边。

顶点覆盖必须包含 u1v1both。每对 (uj, vj) 有 3 个选择。考虑将成对顶点包含到顶点覆盖中的所有 3^k 方法。

对于这些配置中的每一个,一个不成对的顶点 wi 将被包含在封面中当且仅当它的至少一个邻居不在封面中(注意每个 wi的邻居是成对的顶点,所以它们是否被包含是已知的)。

对于每个3^k选择的成对顶点,根据上述标准包括未成对的顶点,然后验证成对顶点之间的每条边都有来自覆盖的入射顶点,如果是,则它是一个候选封面集。取一个最小尺寸的候选覆盖集作为输出。

上述算法的总体复杂度为 O(3^(n/2)E),其中 E 是图中的边数。