【NPC】9、顶点覆盖规约到无向汉密尔顿回路

本文深入探讨了深度学习技术在音视频处理领域的应用,包括图像处理、AR特效、AI音视频处理等方面,详细介绍了各类技术原理及实际案例。

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一、问题描述

 

 

二、证明

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

### 顶点覆盖问题的NP完全性证明 #### 验证顶点覆盖属于NP类 为了确认顶点覆盖(VC)问题是NP类的一部分,需要展示对于任何给定的图G=(V,E),以及一个可能的解S⊆V,在多项式时间内可以验证S是否确实是一个有效的顶点覆盖。这可以通过遍历每条边并检查其至少有一个端点位于集合S中完成。由于只需要考虑所有边的数量m=|E|,因此该验证过程可在O(m)=O(n^2)[^2]的时间复杂度内实现。 #### 归约自已知的NP完全问题 要证明顶点覆盖问题是NP完全的,还需要通过多一归约(poly-time reduction)将其与另一个已被证实为NP完全的问题关联起来。通常采用的方法是从3-SAT或团(Clique)等问题出发进行归约;然而最常见的是从独立集(Independent Set, IS)到顶点覆盖之间的转换: 假设存在一个实例(G,k)表示寻找大小不超过k的顶点覆盖的问题,则对应于求解最大独立集(IS')的问题可描述如下:在同一张无向图G上找到一组节点IS'使得这些节点之间没有任何连接,并且希望这个集合尽可能大。这两个概念间存在着互补关系——即如果某组节点构成了最小化的顶点覆盖C*,那么剩余未选中的那些节点必然形成最大化独立集I*=V-C*。反之亦然。 基于上述观察,可以从任意一个给定的最大独立集问题实例(I,G,k')构造出相应的最小化顶点覆盖问题实例(V',G',k"),其中设置参数满足条件k"+k'=n(这里n代表总节点数目)。这种变换显然是双向且保持解答一致性的,更重要的是它能够在常数时间内完成,从而确保整个归约过程处于多项式时间范围内[^1]。 综上所述,已经展示了如何在一个合理的计算资源约束下有效地检验候选方案的有效性和建立了由其他知名NP完全问题至本题目的有效映射路径,所以可以说顶点覆盖问题是NP完全的。 ```python def is_vertex_cover(graph, cover_set): edges = graph.edges() for edge in edges: u, v = edge if u not in cover_set and v not in cover_set: return False return True ```
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