diameter - degree problem
如今要构建一个网络模型,网络中的每一个节点最多和 d 个节点相连接,
且信息的传播从随意一个节点到另外随意一个节点的“最短路径”
(路径依照单位路径算)都不能超过 k,问网络中最多安排多少个节点。
这是《图论导引》里面看到的 diameter - degree 问题。
转化为图模型就是,一个无向图 G 中,节点最大度为 d,直径为 k,问 G 中的 n 上界。
书上要证明的是:
n ≤ 1 + ( d - 1 ) * ( ( d - 1 )^k - 1 ) / ( d - 2 )
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能够先考虑下摩尔图:
关于摩尔图 -- 拥有度数为 d,直径为 k 的正则图
其有个等价的定义,即,直径为 k,且周长为 2k + 1 的图
这样的图的顶点数上界为:
比方皮特森图(10点 15边 3正则 5笼图 120 自同构 ):
从随意一点BFS(下),树的第 0 层仅仅有 1 个顶点,由于度为 d,第 1 层会有 d 个顶点,
接着以下一层就是 d * ( d - 1 ) 个顶点,因为直径为 k,
能够有 d * ( d - 1 ) ^ k 个节点
所以总的节点数目为
就是 n ≤ 1 + ( d - 1 ) * ( ( d - 1 )^k - 1 ) / ( d - 2 )
所以这个问题的上界就是摩尔边界。
恰巧皮特森图满足等号。
下表眼下发现的diameter - degree 的顶点数图标
除了 皮特森图 和 哈弗曼-辛格尔顿图,和可能的(直径 2 ,度 57)能满足摩尔定界之外。
其它的图的阶数是远远小于摩尔定界的。