“设 $\mathcal C$ 是没有空对象的标号组件类,每个 $\mathcal A$ 对象都能唯一分解成一组标签互不相交、并集为总标签集的 $\mathcal C$ 组件。组合上写作”
形式陈述 ​
标号组合类在每个有限标签集
相应的指数生成函数是
阶乘分母与标号乘积精确匹配。若
这里
直觉
与无标号组合类相比,在标号计数中原子还携带姓名。把
标签不是对象外观上的装饰。对一棵标号树交换两个顶点标签,通常得到另一棵标号树;但结构必须能沿任意双射重命名,计数不能依赖标签恰好叫作
例子与边界
线性次序在
与之相对,纯标签集合在每个
更一般地,若无标号结构存在非平凡自同构,某个同构类型在
标号乘积还要求组件标签互不相交并合起来恰为总标签集。若允许两个组件共享同一标签,或标签未全部使用,乘积公式会改变。零大小组件在无限 SEQ、SET 或 CYC 复合中也需单独排除,否则标准形式级数公式未必对应局部有限的结构类。
推论与应用
标号类的不交并、标号乘积、序列、集合和循环分别对应 EGF 的加法、乘法、几何级数、指数与对数。典型恒等式包括:标号排列是“循环的集合”,集合划分是“非空集合的集合”,根标号树满足
组合物种把标签集和重标映射提升为函子,使“同一构造在任意标签集上自然成立”成为可验证条件。组合指数公式则说明,当对象唯一分解为一组连通标号组件时,总类 EGF 是组件类 EGF 的指数。选择 EGF 不是因为对象数量增长快,而是因为标签分配的卷积结构。
参考资料
- Philippe Flajolet and Robert Sedgewick, Analytic Combinatorics, Cambridge University Press, 2009, Chapter II, labelled structures and exponential generating functions。
- François Bergeron, Gilbert Labelle, and Pierre Leroux, Combinatorial Species and Tree-like Structures, Cambridge University Press, 1998, Chapter 1。
- Richard P. Stanley, Enumerative Combinatorics, Vol. 2, Cambridge University Press, 1999, Chapter 5, labelled enumeration。