Прикладная теория графов
Оптимальный алгоритм преобразования ациклического орграфа в сильносвязный
Г. Ш. Цициашвилиa,
М. А. Осиповаab a Институт прикладной математики ДВО РАН, г. Владивосток, Россия
b Дальневосточный федеральный университет, г. Владивосток, Россия
Аннотация:
Для двудольного орграфа
$G$, в котором все дуги выходят из первой доли во вторую, решена задача нахождения минимального набора дуг, дополнение которых преобразует его в сильносвязный орграф. Доказано, что минимальное число дополнительных дуг, преобразующих двудольный орграф
$G$ в сильносвязный, равно максимуму из числа вершин первой и второй долей. Построен алгоритм определения минимального набора дополнительных дуг, преобразующих данный орграф в сильносвязный. Этот алгоритм основан на выделении минимального рёберного покрытия, как совокупности несвязанных между собой звезд в орграфе
$G$, и на построении дуг, соединяющих эти звезды. Полученный результат использован для нахождения минимального набора дуг, преобразующих произвольный ациклический орграф в сильносвязный орграф путём выделения рёбер, соединяющих звёзды в минимальном рёберном покрытии. Данная задача возникла при анализе биотехнологических решений, повышающих стабильность функционирования белковых сетей за счёт введения в них обратных связей.
Ключевые слова:
ациклический орграф, двудольный орграф, сильная связность, гамильтонов цикл, обратная связь, минимальное рёберное покрытие.
УДК:
519.246.5,
519.218.5
DOI:
10.17223/20710410/54/4