什麼是最大獨立集問題

最大獨立集問題(Maximum Independent Set Problem)是圖論中的一個NP-完全問題。給定一個圖(或稱為網路)G = (V, E),其中V是頂點集合,E是邊集合,一個獨立集是V的一個子集,其中任意兩個頂點之間都沒有邊連接。最大獨立集問題是要找出圖G中最大的獨立集。

例如,在下圖中,一個可能的最大獨立集是頂點 {2, 3, 5, 6, 7}。這些頂點之間沒有邊連接,而且不可能找到一個更大的滿足這個條件的頂點集合。

圖例

最大獨立集問題在許多領域都有應用,例如在電子工程中的晶體管佈局、組合最佳化、電腦輔助設計(CAD)、機器人學、組合數學、運籌學等。由於這個問題屬於NP-完全類別,目前沒有已知的方法可以在所有情況下都找到一個最佳解,特別是在大型圖中。因此,通常會使用近似算法或 heuristic 算法來找到接近最佳的解。