¿Por qué necesito el complemento de un gráfico?

El complemento de un gráfico no es una idea específica de DFS. Es una noción general que se usa comúnmente en teoría de grafos y algoritmos en general. Por lo tanto, se deduce que no hay una respuesta única a “¿cuál es el objetivo del complemento”? Dicho esto, aquí hay algunas maneras en que podría usar la idea:

  1. (Isomorfismo gráfico) Se dice que dos gráficos G1 y G2 son isomórficos si son “básicamente iguales, excepto que están etiquetados / dibujados de manera diferente” (ver isomorfismo gráfico – Wikipedia para la formulación técnica). G1 es isomorfo a G2 si y solo si sus complementos son isomorfos. Esto es fácil de ver en base a las definiciones de isomorfismo gráfico y ejemplos simples. Usando esta idea, si tenemos dos gráficos muy densos, podemos comparar sus complementos, que no serían muy densos, y esto sería más fácil que comparar los gráficos originales completos.
  2. (Negación de predicados que definen un gráfico) Sea G un gráfico donde tenemos (u, v) es un borde si y solo si u R v. El complemento de G es el gráfico que tiene (u, v) como un borde si y solo si tenemos (u, v) NO en R. Por lo tanto, los complementos de gráficos le dan las conexiones que son opuestas a las conexiones originales, para hablar libremente.
  3. (Relacionar camarillas y conjuntos independientes) Sea G un gráfico. Definimos una camarilla en G como un conjunto de nodos {v1, v2, …, vn} de modo que cada par de nodos en la camarilla sean vecinos. Definimos un conjunto independiente en G como un conjunto de nodos en el que no hay dos pares de nodos vecinos. Es fácil ver que una camarilla en G es un conjunto independiente en complemento (G).
  4. (Relacionar un gráfico con gráficos completos) Una forma de pensar en un gráfico G en n nodos es el gráfico completo K_n con todos los bordes (u, v) no en E (G) eliminados. Como el complemento (G) es solo los mismos nodos con aristas (u, v) siempre que (u, v) no esté en E (G), entonces G = K_n \ complemento (G). De manera equivalente, la Suma Gráfica – de Wolfram MathWorld de un gráfico y su complemento es el gráfico completo con el mismo número de nodos.

Estos son solo algunos ejemplos que surgieron de mi cabeza y de una rápida búsqueda en Wikipedia y Wolfram. Realmente, cada vez que necesite hablar sobre los bordes que faltan en G, puede usar esta definición y puede estar seguro de que cualquiera que sepa algo sobre la teoría de grafos básicos comprenderá su terminología.