相关工作与基础知识
最小生成树的经典算法
无度约束的最小生成树(MST)可在多项式时间内求解\cite{cormen2009introduction}: - Kruskal:边按权升序,能连通且不成环则加入,复杂度 $O(m\log m)$\cite{kruskal1956shortest}; - Prim:从任一顶点出发,每次取跨割最小边,二叉堆实现为 $O(m\log n)$\cite{prim1957shortest}。
其正确性建立在切分性质与环性质之上;并查集(DSU)常用于维护连通性\cite{tarjan1975dsu}。
词典序最小与最小瓶颈
词典序最小生成树(LMST)要求按边权升序后的序列进行“最大边优先”的词典序比较。与之相关的最小瓶颈生成树(MBST)只最小化最大边\cite{camerini1978minmax}。无约束情形下,Kruskal 自然满足这两类目标的一致性。
度限制生成树
度限制生成树(DCMST)在 MST 上加入度约束。一般图上多点度上界是 NP-困难\cite{garey1979computers};但在特定限制下存在多项式解或近似算法。单点度约束可作为一个相对简单而实用的情形,并已被系统研究\cite{narula1980dcmst}。
对本文的启发
单点度约束的常见做法是:先在除被限制顶点外构造生成森林,再通过与该顶点相连的边联通各块,必要时做边替换以满足度目标。本文在这一思路上叠加“最大边优先”的词典序目标,设计出能一次性确定候选顺序的实现方式。