| | 1 | = Irányított gráf erősen összefüggővé tétele = |
| | 2 | |
| | 3 | Egy algoritmus implementálása, amely egy irányított gráfot minimális számú él összehúzásával erősen összefüggővé tesz. |
| | 4 | |
| | 5 | == Háttér == |
| | 6 | |
| | 7 | Legyen ''D''=(''V'',''A'') egy gyengén összefüggő irányított gráf (digráf). Legyen ''X'' a ''V'' egy részhalmaza, amelyből nem vezet ki él. Ekkor ''X''-et ''magnak'' nevezzük, és ha az ''X'' magba lép be él, akkor belépő élek halmazát nevezzük ''egyirányú'' (vagy ''irányított'') ''vágásnak''. ''D'' nyilván pontosan akkor erősen összefüggő, ha nem létezik egyirányú vágás. |
| | 8 | |
| | 9 | A ''D'' éleinek egy ''F'' részhalmazát nevezzük ''irányított kötésnek'' (röviden ''kötésnek''), ha ''F'' elemeinek összehúzása erősen összefüggő digráfot eredményez. Ez nyilván ekvivalens azzal, hogy ha ''F'' elemeit megfordítva hozzáadjuk ''D''-hez, akkor erősen összefüggő digráfot kapunk. Könnyen látható az is, hogy egy ''F'' élhalmaz pontosan akkor kötés, ha minden egyirányú vágást lefog (vagyis minden egyirányú vágásnak tartalmazza legalább egy elemét). |
| | 10 | |
| | 11 | A ''Lucchesi-Younger-tétel'' szerint egy gyengén összefüggő digráfban a minimális kötés elemszáma egyenlő az éldiszjunkt egyirányú vágások maximális számával. A tételnek létezik algoritmikus bizonyítása is, amely megfogalmaz egy összetett, de polinomiális idejű algoritmust, amellyel meghatározható egy minimális elemszámú ''F'' irányított kötés, valamint |''F''| éldiszjunkt egyirányú vágás. |
| | 12 | |
| | 13 | A problémának költséges változatát is vizsgálhatjuk, vagyis amikor egy minimális költségű kötést keresünk. Ehhez azonban már a szubmoduláris folyamok elméletére van szükség. |
| | 14 | |
| | 15 | == Feladat == |
| | 16 | |
| | 17 | A Lucchesi-Younger-tétel bizonyításához használt algoritmus implementálása minimális elemszámú irányított vágás keresésére. Különböző javítási lehetőségek, heurisztikák keresése és tesztelése. |
| | 18 | |
| | 19 | A feladatkör szakdolgozat, nagyprogram és TDK alapjául is szolgálhat, akár több jelentkező számára is. |
| | 20 | |
| | 21 | == Előfeltételek == |
| | 22 | |
| | 23 | - C++ programozási nyelv ismerete |
| | 24 | - gráfelméleti ismeretek, kombinatorikus optimalizálási alapok |
| | 25 | - angol nyelvismeret |