偏序集

偏序集

定义

定义偏序集是由一个集合 $S$ 与一个二元关系 $\le$ 组成的二元组 $O=(S,\le)$,满足:

自反性:对于任意元素 $a\in S$,有 $a \le a$​

反对称性:对于任意元素 $a,b\in S$,若 $a\le b$ 且 $b\le a$,则 $a=b$

传递性:对于任意元素 $a,b,c\in S$,若 $a\le b$ 且 $b\le c$,则 $a\le b\le c$​

偏序关系:我们称一个偏序集 $O=(S,\le)$ 中的偏序关系为二元关系 $\le$

:对于一个偏序集 $O=(S,\le)$,一个由 $O$ 的元素组成的非重序列 $a_i$ 满足 $a_i<a_{i+1}$ 称为 $O$ 的一条链

反链:对于一个偏序集 $O=(S,\le)$,一个由 $O$ 的元素组成的集合满足集合中任意元素 $a,b$ 都不满足 $a\le b$,那么这个集合是 $O$ 的一条反链

Dilworth定理

定理1:令 $O=(S,\le)$​​​ 为一有限偏序集,$O$ 的最小反链划分等于 $O$ 的最长链长度

定理2:令 $O=(S,\le)$ 为一有限偏序集,$O$ 的最小链划分等于 $O$ 的最长反链长度

推论1:大小为 $nm+1$ 的偏序集,要么有长度为 $n+1$ 的链,要么有长度为 $m+1$​ 的反链

推论2:长度为 $n$ 的数列,要么有长度至少为 $\sqrt n$ 的非严格上升子序列,要么有长度至少为 $\sqrt n$ 的非严格下降子序列

推论3(存疑):给定一张有向无环图,定义这张图上的链覆盖为点 $i$ 要被覆盖至少 $a_i$ 次,则最小链覆盖等于最大权独立集

例题

  1. 简要题意:给定一张 $n\times m$ 的网格图,从左上角出发,只能向右或者向下走,每个点有一个权值 $a_{i,j}$,每次经过一个点可以使权值减一,求至少走几次才能使所有点的权值为 $0$​

    $n,m\le 1000,a_{i,j}\le 10^6$

    简要题解:我们有结论,$DAG$ 上最小链覆盖等于最大独立集,这里我们可以看做每个点需要覆盖 $a_{i,j}$ 次,本质上是一样的

    所以我们直接令 $f[i][j]$ 表示从 $(i,j)$ 到 $(1,n)$ 这个矩形的最大权独立集,然后做 $dp$ 即可,时间复杂度 $O(nm)$

    Luogu P3974 [TJOI2015]组合数学