
En teoría de grafos , el árbol de expansión mínima rectilínea ( RMST ) de un conjunto de n puntos en el plano (o más generalmente, en) es un árbol de expansión mínima de ese conjunto, donde el peso de la arista entre cada par de puntos es la distancia rectilínea entre esos dos puntos.
Propiedades y algoritmos
Al construir explícitamente el grafo completo con n vértices y n ( n -1)/2 aristas, se puede encontrar un árbol de expansión mínimo rectilíneo utilizando algoritmos existentes para este fin. En particular, el algoritmo de Prim, con una matriz de adyacencia, ofrece una complejidad temporal de O( n² ) .
Caso planar
En el caso planar, existen algoritmos más eficientes. Estos se basan en la idea de que las conexiones solo pueden ocurrir con el vecino más cercano de un punto en cada octante, es decir, con cada una de las ocho regiones del plano delimitadas por el eje de coordenadas desde este punto y sus bisectrices.
El grafo resultante tiene solo un número lineal de aristas y puede construirse en O( n log n ) utilizando un algoritmo de divide y vencerás [ 1 ] o un algoritmo de línea de barrido . [ 2 ]
Aplicaciones
Diseño electrónico
El problema surge comúnmente en el diseño físico de circuitos electrónicos . En los circuitos integrados modernos de alta densidad, el enrutamiento de cables se realiza mediante cables que consisten en segmentos que discurren horizontalmente en una capa de metal y verticalmente en otra. Como resultado, la longitud del cable entre dos puntos se mide naturalmente con la distancia rectilínea. Si bien el enrutamiento de una red completa con múltiples nodos se representa mejor mediante el árbol de Steiner rectilíneo , el RMST proporciona una aproximación razonable y una estimación de la longitud del cable. [ 3 ]
Véase también
Referencias
- ↑ LJ Guibas y J. Stolfi, "Sobre el cálculo de todos los vecinos más cercanos del noreste en la métrica L1", Information Processing Letters, 17 (1983), pp. 219-223
- ↑ Hai Zhou, Narendra Shenoy, William Nicholls, "Construcción eficiente de árboles de expansión mínima sin triangulación de Delaunay", Information Processing Letters 81 (2002) 271–276
- ↑ FK Hwang. "Sobre árboles mínimos de Steiner con distancia rectilínea." SIAM Journal on Applied Mathematics , 30:104–114, 1976.
- Geometría computacional
- Gráficos geométricos
- Árbol de expansión