计算机科学 > 数据结构与算法
[提交于 2025年10月26日
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标题: 生成完全图的生成树的枢轴格雷码在常数摊销时间内
标题: Generating pivot Gray codes for spanning trees of complete graphs in constant amortized time
摘要: 我们提出了第一个已知的完全图生成树的轴心Gray码,列出所有生成树,使得连续的树通过在一个顶点周围旋转单条边而不同。 这种轴心Gray码解决了Knuth在《计算机程序设计艺术》第四卷(第7.2.1.6节,练习101,[Knuth, 2011])中提出的一个开放问题,难度评级为50分中的46分,并且比现有的旋转门或边交换Gray码对完全图生成树的要求更严格。 我们的递归算法使用$O(n^2)$空间,在均摊常数时间内生成每个生成树。 此外,我们提供了一种新的Cayley公式的证明,$n^{n-2}$,用于计算完全图中生成树的数量,该证明来自于我们的递归方法。 我们将该算法扩展为生成具有$n$个顶点的一般图的边交换Gray码,每个生成树的处理时间为$O(n^2)$,使用$O(n^2)$空间。 对于特定的图类,该算法可以优化以生成生成树的边交换格雷码,对于完全二分图,每个生成树的时间为常数摊销时间,对于扇形图,每个生成树的时间为$O(n)$摊销时间,对于轮图,每个生成树的时间为$O(n)$摊销时间,全部使用$O(n^2)$空间。
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