|
Алгоритм Брона — КербошаАлгоритм Брона — Кербоша, метод ветвей и границ для поиска всех клик (а также максимальных по включению независимых множеств вершин) неориентированного графа. Разработанголландскими математиками Броном и Кербошем в 1973 году и до сих пор является одним из самых эффективных алгоритмов поиска клик. А.Б.-К. использует тот факт, что всякая клика в графе является его максимальным по включению полным подграфом. Начиная с одиночной вершины (образующей полный подграф), алгоритм на каждом шаге пытается увеличить уже построенный полный подграф, добавляя в него вершины из множества кандидатов. Высокая скорость обеспечивается отсечением при переборе вариантов, которые заведомо не приведут к построению клики, для чего используется дополнительное множество, в которое помещаются вершины, которые уже были использованы для увеличения полного подграфа. А.Б.-К. оперирует тремя множествами вершин графа:
Алгоритм является рекурсивной процедурой, применяемой к этим трем множествам. ПРОЦЕДУРА extend (candidates, not): ПОКА candidates НЕ пусто И not НЕ содержит вершины, СОЕДИНЕННОЙ СО ВСЕМИ вершинами из candidates, ВЫПОЛНЯТЬ: 1 Выбираем вершину v из candidates и добавляем ее в compsub 2 Формируем new_candidates и new_not, удаляя из candidates и not вершины, не СОЕДИНЕННЫЕ с v 3 ЕСЛИ new_candidates и new_not пусты 4 ТО compsub – клика 5 ИНАЧЕ рекурсивно вызываем extend (new_candidates, new_not) 6 Удаляем v из compsub и candidates и помещаем в not Нетрудно видеть, что задача о клике и задача о независимом множестве по сути эквивалентны: каждая из них получается из другой, путем построения дополнения графа — такого графа, в котором есть все вершины исходного графа, причем в дополнении графа вершины соединены ребром тогда и только тогда, если они не были соединены в исходном графе. Поэтому А.Б.-К. можно использовать для нахождения максимальных по включению независимых множеств вершин, если построить дополнение к исходному графу, либо изменив условие в основном цикле (условие остановки) и формирование новых множеств new_candidates и new_not:
Линейна относительно количества клик в графе, где
Tomita, Tanaka и Haruhisa в 2006 показали, что в худшем случае алгоритм работает за O(3n/3) |
Loading
|