图:查找最小数量的节点,以便从a到b的每条路径都至少穿过其中一个

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我有一个无向图,它具有起点节点(比方说A)和终点节点(B)。如何找到最小数量的节点,以便从A到B的每条路径都至少穿过其中一个?附言节点A和B不计算在内。

algorithm graph-algorithm
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此问题的一种解决方案是找到从AB的每条路径,然后找到每条路径中包含的最小节点集。但这仅适用于小型图,因为这两个问题都是NP-Hard。因此,对于较小的图(可能多达约1000个节点),此解决方案可能会在可接受的时间内工作,但对于较大的图,可能会花费太长时间。

要查找从AB的所有可能路径,可以检查this answerimplementation here

找到所有路径后,可以将路径作为sets S处理(其中S是一组集合),然后尝试查找包含以下内容的新集合TS中每个集合的至少一个元素。如this answer中所述,此问题称为Hitting-Set-Problem,它具有一些已知的算法来计算此问题的解决方案,例如this approximation algorithm(但我没有找到该算法的实现)。


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使用最大流量可以有效解决此问题。

给定图G'=(V,E),创建一个新图G'=(V',E',其中V'= V×{in,out}由顶点v in和v 且E'= E ∪E 1其中E = {v out→w in | (v→w)∈ E}在E中的每个边都有一个弧,并且E 1 = {(v in→v out)| v∈ V}有一个V中每个顶点的圆弧。E中每个圆弧的容量是无限的,E 1中每个圆弧的容量是1。找到从A out到B in和相应的最小切割C。对于E 1中与C交叉的每个弧,应从G中删除相应的顶点。

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