Русский

Conference publications

Abstracts

XVII conference

Явные формулы для подсчёта простых циклов с длиной, близкой к обхвату графа

Воропаев А.Н., Перепечко С.Н.

Петрозаводский государственный университет, Россия, 185910, Петрозаводск, пр. Ленина, 33, 8(814)78-51-40, voropaev@psu.karelia.ru, persn@aport.ru

1 pp. (accepted)

Разработана вычислительная схема метода Харари и Манвела для вывода формул, выражающих количество простых циклов длиной k в неориентированном графе через его матрицу смежности. Алгоритм учитывает структурные особенности графов, такие как двудольность графа или отсутствие в нём коротких циклов. В результате для частных семейств графов получаются более компактные и эффективные формулы по сравнению с общим случаем. Применение системы компьютерной алгебры позволяет выводить выражения до значения k = 16.

Для двудольных графов с обхватом g при k ≤ g + 4 ≤ 16 вычислительная сложность формул сопоставима со сложностью умножения матриц размера n × n, где n – порядок графа. При этом затраты памяти квадратичны относительно n. Зависимость сложности выражений для произвольных и двудольных графов была показана ранее [1]. В следующей таблице (см. прилагаемый pdf-файл) представлено количество слагаемых в формулах для двудольных графов с учётом обхвата графа (до черты) и без учёта (после черты).

Метод Харари и Манвела [2] применялся в работах других авторов [3, 4]. Однако при этом не предлагалось систематизированной схемы вывода формул, без которой не удалось продвинуться далее значения k = 7. Альтернативный способ подсчёта простых циклов длиной g, g+2 и g+4 в двудольных графах приводится в [5]. Предложенный в этой статье алгоритм не ограничен малыми значениями g, однако в случае g ≤ 12 он несколько уступает по эффективности формулам, полученным в данной работе.

1. Perepechko S. N., Voropaev A. N. The number of fixed length cycles in an undirected graph. Explicit formulae in case of small lengths // Mathematical Modeling and Computational Physics (MMCP'2009). – Dubna : JINR, 2009. – Стр. 148-149.
2. Harary F., Manvel B. On the number of cycles in a graph // Matematický časopis 21, 1971. Стр. 55-63.
3. Alon N., Yuster R., Zwick U. Finding and counting given length cycles // Algorithmica 17, 1997. Стр. 209-223.
4. Chang Y. C., Fu H. L. The number of 6-cycles in a graph // The Bulletin of the Institute of Combinatorics and Its Applications 39, 2003. Стр. 27-30.
5. Halford T. R., Chugg K. M. An algorithm for counting short cycles in bipartite graphs // IEEE Transactions on Information Theory 52, 2006. Стр. 287-292.



© 2004 Designed by Lyceum of Informational Technologies №1533