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立方体连接环图


Cube-ConnectedCycle

n 阶立方体连接环图是通过将 n 维超立方体中的每个顶点替换为长度为 n 的环而获得的图。它们由 Preparata 和 Vuillemin (1981) 引入,并与超立方体共享许多属性,但具有额外的理想属性,即对于 n>1,每个顶点都具有度数 3。立方体连接环对于 n=1 和 2 包含自环,但对于 n>=3 是简单图。

n 阶立方体连接环可以在由数字对 (x,y) 索引的 n·2^n 个节点的集合上构建,其中 0<=x<=2^n-1 且 0<=y<=n-1,其中每个节点 (x,y) 连接到另外三个节点 (x,(y+1) (mod n))、(x,(y-1) (mod n)) 和 (x 异或 2^y,y),其中 A 异或 B 表示将 A 和 B 视为二进制数的按位异或运算。

n 阶立方体连接环也可以构建为作用于长度为 n 的二进制字的群的 Cayley 图,该群由将字的位向左旋转一个位置、将字的位向右旋转一个位置以及反转字的第一个位的群元素生成 (Akers and Krishnamurthy 1989; Annexstein et al. 1990)。

n=4 的情况是环面网格图 C_8 square C_8 的子图。

TruncatedCubicalGraph

特殊情况 n=3 对应于截角立方体图,如上图所示的多种嵌入方式。

n 维立方体连接环图可以使用以下 Wolfram 语言生成:FromEntity[Entity["Graph", {"CubeConnectedCycle", n]}], 并且可以使用以下 Wolfram 语言获取小型立方体连接环图的预计算属性:GraphData[{"CubeConnectedCycle", n}].

对于 n>3,立方体连接环图的图直径为 2n+|_n/2_|-2。

Sýkora 和 Vrt'o (1993) 建立了 n 维立方体连接环图的图交叉数的界限 (Clancy et al. 2019)。

 (4^n)/(20)-3(n+1)2^(n-2)<cr(CCC_n)<(4^n)/6+3n^22^(n-3)

(Clancy et al. 2019)。然而,与使用 QuickCross (Haythorpe) 可计算的上限相比,这些界限相当宽松,对于 n=3、4、5、... 和适度的运行时间,可以获得上限为 0、16、88、521、2623、... (E. Weisstein, 2019 年 4 月 29 日)。


另请参阅

超立方体图, 截角立方体图

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参考文献

Akers, S. B. and Krishnamurthy, B. "对称互连网络的群论模型。" IEEE 计算机汇刊 38, 555-566, 1989.Annexstein, F.; Baumslag, M.; and Rosenberg, A. L. "群作用图和并行架构。" SIAM 计算杂志 19, 544-569, 1990.Clancy, K.; Haythorpe, M.; and Newcombe, A. "已知或有界交叉数的图的调查。" 2019 年 2 月 15 日。 https://arxiv.org/pdf/1901.05155.pdf.Friš, I.; Havel, I.; and Liebl, P. "立方体连接环的直径。" 信息处理快报 61, 157-160, 1997.Gross, J. T. and Yellen, J. 图论及其应用,第二版。 Boca Raton, FL: CRC Press, pp. 641-642, 2006.Haythorpe, M. "QuickCross--交叉数问题。" http://www.flinders.edu.au/science_engineering/csem/research/programs/flinders-hamiltonian-cycle-project/quickcross.cfm.Pemmaraju, S. and Skiena, S. 计算离散数学:Mathematica 中的组合数学和图论。 Cambridge, England: Cambridge University Press, 2003.Preparata, F. P. and Vuillemin, J. "立方体连接环:一种用于并行计算的多功能网络。" ACM 通讯 24, 300-309, 1981.Sýkora, O. and Vrt'o, I. "关于超立方体和立方体连接环的交叉数。" BIT 数值数学 33, 232-237, 1993.

请引用为

Weisstein, Eric W. "立方体连接环图。" 来自 MathWorld--Wolfram Web 资源。 https://mathworld.net.cn/Cube-ConnectedCycleGraph.html

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