均衡路径覆盖和连通子图划分问题

作     者：姚会影 

作者单位：杭州电子科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陈光亭;陈永;张安

授予年度：2022年

学科分类：07[理学] 070104[理学-应用数学] 0701[理学-数学] 

主      题：路径覆盖 圈覆盖 图划分 诱导子图 2-连通 近似算法 NP-难 

摘      要：本文首先研究了{1,2}-边赋权完全图上的最小最大k-路径覆盖与最小最大k-圈覆盖问题,给出了这两个问题的NP-困难性证明,并分别设计了近似算法。其次,研究了2-连通图上的均衡2-划分问题,设计了一个改进近似算法。论文的各个章节具体内容如下。第一章介绍了图论、计算复杂性和近似算法的一些基础知识,并阐述了{1,2}-边赋权完全图上最小最大k-路径（圈）覆盖问题和连通图上的均衡k-连通划分问题的研究现状。第二章研究了{1,2}-边赋权完全图上最小最大k-路径覆盖与k-圈覆盖问题。利用经典NP-哈密顿路问题和哈密顿圈问题进行多项式时间归约,证明了两个问题均是NP-难的。对最小最大2-路径覆盖问题,基于旅行售货商问题的一个近似算法,提出了一个近似比不超过11/7的算法,并给出了一个算例;然后将此算法推广到了一般最小最大k-路径覆盖问题,证明了算法的近似比不超过24/7-2/k。对于最小最大k-圈覆盖问题,基于上述最小最大k-路径覆盖问题算法,得到了一个近似比不超过19/7-1/k的算法。第三章研究了2-连通图上的均衡2-连通划分问题,基于局部搜索技术,提出了一个近似比不超过6/5的算法。第四章对全文的内容进行了总结,并对未来的研究方向给出了相关分析和展望。