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链与反链

Chain and antichain

偏序集中任意两元素可比的子集与任意两不同元素不可比的子集。

形式陈述

在偏序集 (P,) 中,子集 CP 称为链,若其中任意两元素可比较;子集 AP 称为反链,若其中任意两个不同元素不可比较。有限偏序集的高度 h(P) 是最大链大小,宽度 w(P) 是最大反链大小。链分解是把 P 分割为若干链,反链分解类似。极大链是不能再加入元素的链,最大链则具有最大基数;二者不可混同。

直觉

链沿偏序的一条完全可比较方向前进,反链则收集彼此无法排序的并行元素。高度测量最长依赖深度,宽度测量最大并行度。

例子与边界

布尔格 2[n] 中,按包含关系,{1}[n] 是链;所有大小为 n/2 的子集构成反链。整数整除偏序中,1,2,4,8 是链,而 2,3,5 是反链。全序中的每个子集都是链,最大反链大小为一。极小元集合是反链,但任意反链不必由极小元组成。无限偏序集的高度和宽度可能是无限基数,有限 Dilworth 定理的证明与推广需区分。

推论与应用

链与反链刻画调度依赖、并行执行、数据库偏序和格中的层级结构。

参考资料
  • Eric Lehman, F. Thomson Leighton, and Albert R. Meyer, Mathematics for Computer Science, rev. 2018,§§10.5.3–10.6, chains, antichains, and partial orders。
  • Garrett Birkhoff, Lattice Theory, 3rd ed., American Mathematical Society, 1967,Ch. I, chains, antichains, and ordered sets。