0
EN
1
المرجع الالكتروني للمعلوماتية

تاريخ الرياضيات

الاعداد و نظريتها

تاريخ التحليل

تار يخ الجبر

الهندسة و التبلوجي

الرياضيات في الحضارات المختلفة

العربية

اليونانية

البابلية

الصينية

المايا

المصرية

الهندية

الرياضيات المتقطعة

المنطق

اسس الرياضيات

فلسفة الرياضيات

مواضيع عامة في المنطق

الجبر

الجبر الخطي

الجبر المجرد

الجبر البولياني

مواضيع عامة في الجبر

الضبابية

نظرية المجموعات

نظرية الزمر

نظرية الحلقات والحقول

نظرية الاعداد

نظرية الفئات

حساب المتجهات

المتتاليات-المتسلسلات

المصفوفات و نظريتها

المثلثات

الهندسة

الهندسة المستوية

الهندسة غير المستوية

مواضيع عامة في الهندسة

التفاضل و التكامل

المعادلات التفاضلية و التكاملية

معادلات تفاضلية

معادلات تكاملية

مواضيع عامة في المعادلات

التحليل

التحليل العددي

التحليل العقدي

التحليل الدالي

مواضيع عامة في التحليل

التحليل الحقيقي

التبلوجيا

نظرية الالعاب

الاحتمالات و الاحصاء

نظرية التحكم

بحوث العمليات

نظرية الكم

الشفرات

الرياضيات التطبيقية

نظريات ومبرهنات

علماء الرياضيات

500AD

500-1499

1000to1499

1500to1599

1600to1649

1650to1699

1700to1749

1750to1779

1780to1799

1800to1819

1820to1829

1830to1839

1840to1849

1850to1859

1860to1864

1865to1869

1870to1874

1875to1879

1880to1884

1885to1889

1890to1894

1895to1899

1900to1904

1905to1909

1910to1914

1915to1919

1920to1924

1925to1929

1930to1939

1940to the present

علماء الرياضيات

الرياضيات في العلوم الاخرى

بحوث و اطاريح جامعية

هل تعلم

طرائق التدريس

الرياضيات العامة

نظرية البيان

قم بتسجيل الدخول اولاً لكي يتسنى لك الاعجاب والتعليق.

Hamiltonian Path

المؤلف:  Angluin, D. and Valiant, L

المصدر:  "Probabilistic Algorithms for Hamiltonian Circuits and Matchings." J. Comput. Sys. Sci. 18

الجزء والصفحة:  ...

11-5-2022

4168

+

-

20

Hamiltonian Path

A Hamiltonian path, also called a Hamilton path, is a graph path between two vertices of a graph that visits each vertex exactly once. If a Hamiltonian path exists whose endpoints are adjacent, then the resulting graph cycle is called a Hamiltonian cycle (or Hamiltonian cycle).

A graph that possesses a Hamiltonian path is called a traceable graph.

In general, the problem of finding a Hamiltonian path is NP-complete (Garey and Johnson 1983, pp. 199-200), so the only known way to determine whether a given general graph has a Hamiltonian path is to undertake an exhaustive search

Any bipartite graph with a vertex parity unbalance >1 has no Hamiltonian paths.

Finding a single Hamiltonian path of a graph g is implemented in the Wolfram Language as FindHamiltonianPath[g]. All Hamiltonian paths of a given graph can be found (inefficiently) using the command HamiltonianPath[gAll] in the Wolfram Language package Combinatorica` . A precomputed list of all Hamiltonian paths for many named graphs can be obtained using GraphData[graph"HamiltonianPaths"], where and both orientations of paths are included (so that <span style={" src="https://mathworld.wolfram.com/images/equations/HamiltonianPath/Inline3.svg" style="height:21px; width:6px" />1, 2, 3<span style=}" src="https://mathworld.wolfram.com/images/equations/HamiltonianPath/Inline4.svg" style="height:21px; width:6px" /> is considered distinct from <span style={" src="https://mathworld.wolfram.com/images/equations/HamiltonianPath/Inline5.svg" style="height:21px; width:6px" />3, 2, 1<span style=}" src="https://mathworld.wolfram.com/images/equations/HamiltonianPath/Inline6.svg" style="height:21px; width:6px" />). A precomputed count of the corresponding number of Hamiltonian paths is given by GraphData[graph"HamiltonianPathCount"].

The total numbers of directed Hamiltonian paths for all simple graphs of orders n=1, 2, ... are 0, 2, 8, 50, 416, 5616, 117308, 4862736, ... (OEIS A193352).

Rubin (1974) describes an efficient search procedure that can find some or all Hamilton paths and circuits in a graph using deductions that greatly reduce backtracking and guesswork. A probabilistic algorithm due to Angluin and Valiant (1979), described by Wilf (1994), can also be useful to find Hamiltonian cycles and paths. A Hamiltonian path between two vertices i and j can be found if an algorithm for Hamiltonian cycles is available. This can be done by checking if the original graph G contains the edge (i,j) and adding it if not to obtain . Since a Hamiltonian path with adjacent endpoints is a Hamiltonian cycle and since i and j are now adjacent, finding a Hamiltonian cycle and splitting at the edge gives a Hamiltonian path from i to j in G. Similarly, if no Hamiltonian cycle exists in , then there is no Hamiltonian path from i to j in G.

The following table summarizes the numbers of (undirected) Hamiltonian paths on various classes of graphs.

graph formula
barbell graph [(n-1)!]^2
cocktail party graph K_(n×2) (2n)!_1F_1(-n;-2n;-2)
complete graph K_n n!
complete bipartite graph K_(n,n) (n!)^2
2n-crossed prism graph 6·2^(n-1)n(n+1)
cycle graph C_n n
gear graph n(n+1)
ladder graph P_2 square P_n n^2-n+2
Möbius ladder M_n 1/2(-1)^nn[-1+(-1)^n(5+2n^2)]
path graph P_n 1
prism graph Y_n 1/2n[3+(-1)^n+2n^2]
sun graph n(n+1)
wheel graph W_n 2(n-1)(n-2)

Recurrence relations for the number of directed Hamiltonian paths for some graph families are summarized below.

graph order recurrence
antiprism graph 9 a_n=a_(n-9)+a_(n-8)-3a_(n-7)-5a_(n-6)+5a_(n-5)+7a_(n-4)-4a_(n-3)-6a_(n-2)+5a_(n-1)
crown graph 3 a_n=n(n-1)^2a_(n-2)+(n-2)n(n-1)a_(n-3)+n(n-1)a_(n-1)
prism graph Y_n 6 a_n=-a_(n-6)+2a_(n-5)+a_(n-4)-4a_(n-3)+a_(n-2)+2a_(n-1)

REFERENCES

Angluin, D. and Valiant, L. "Probabilistic Algorithms for Hamiltonian Circuits and Matchings." J. Comput. Sys. Sci. 18, 155-190, 1979.

Garey, M. R. and Johnson, D. S. Computers and Intractability: A Guide to the Theory of NP-Completeness. New York: W. H. Freeman, p. 199, 1983.

Rubin, F. "A Search Procedure for Hamilton Paths and Circuits." J. ACM 21, 576-580, 1974.

Skiena, S. Implementing Discrete Mathematics: Combinatorics and Graph Theory with Mathematica. Reading, MA: Addison-Wesley, p. 175, 1990.

Sloane, N. J. A. Sequences A005843, A006070/M5295, A046092, A158664, A033996, A091299, A096969, A096970, A124350, A124352, A137890, A137892, A165134, A193346, and A233826 in "The On-Line Encyclopedia of Integer Sequences."Wilf, H. S. Algorithms and Complexity. pp. 120-122. Summer, 1994. http://www.math.upenn.edu/~wilf/AlgoComp.pdf.

اخر الاخبار

اشترك بقناتنا على التلجرام ليصلك كل ما هو جديد