“Dilworth 定理断言:对任意底集为有限集的偏序集 $P$,最大反链大小等于把 $P$ 分割成链所需的最少链数,即 $$ w(P)=\min{k:P\text{ 可分割为 }k\text…”
形式陈述
在偏序集
对有限偏序集,定义高度和宽度为
这里高度按元素个数计,不是 Hasse 图中的边数;空偏序集的两者均为零。链分解是将
直觉
链描述一组被原偏序排定先后的对象,反链描述一组原偏序没有规定两两先后的对象。在任务依赖模型中,链给出必须串行经历的依赖深度,反链给出彼此没有先后约束的任务集合。不过,“没有依赖”不等于实际必然同时执行:资源数量和任务持续时间仍会限制调度。
链与反链也不是互补集合。一个元素可以出现在许多不同的链和反链中;单点集甚至同时是链和反链。两者真正的制约是:任一链与任一反链最多共享一个元素。若共享两个不同元素,它们就会同时被要求可比和不可比,产生矛盾。
例子与边界
在布尔偏序集
在任务偏序
极大不一定最大。令偏序集由一条三元素链
无限情形不能直接照搬上述有限最大值。例如,把长度分别为
推论与应用
Dilworth 定理说明有限偏序集的宽度恰等于最少链分解数;“至少需要宽度那么多条链”正是由链与反链至多交于一点得到的。另一方向是该定理的实质。
相应的反链分层结论可直接证明。令
布尔格的中间层反链通向 Sperner 定理。一般格若另有严格随序增加的秩函数,同秩元素也形成反链;不能仅因一个偏序集是格就默认它具有统一的秩层。
参考资料
- Mitchel T. Keller、William T. Trotter,Applied Combinatorics,在线版,§6.3 “Dilworth’s Chain Covering Theorem and its Dual”,定理 6.17–6.18 及极大与最大之辨;正文(访问于 2026-09-20)。
- David Guichard,Combinatorics and Graph Theory,Whitman College 开放教材,§1.8 “Sperner’s Theorem”,布尔偏序中的链、反链与中间层;LibreTexts 正文(访问于 2026-09-20)。