“任意 $K t$ 都迫使树分解中的某个 bag 同时包含其全部顶点,所以 $\operatorname{tw}(G)\ge\omega(G) 1$。Ramsey 定理则说明顶点数足够大时,图…”
形式陈述 ​
图
- 顶点覆盖:
; - 边覆盖:对每条
,存在 使 ; - 运行交性质:对每个
,集合 在 中诱导连通子树。
该分解的宽度是
图的树宽
第三个条件也可写成:若
直觉
每个 bag 是局部计算能看见的接口,分解树说明这些局部接口如何拼接。运行交性质保证关于同一原图顶点的信息沿树传播时始终连续,否则两个远处子问题可能都使用该顶点,中间却没有地方保持它们的一致性。
树宽衡量图能否用小接口拆成树状结构,而不是测量某棵生成树的宽度。小树宽图可以拥有很多顶点;真正受限的是任何分隔处需要同时记住多少顶点。
例子与边界
把一棵有根树
环
给出宽度
bag 不必在原图中诱导连通子图或团。仅满足边覆盖也不够:若同一顶点出现在分解树两端却不出现在中间袋,局部结果无法一致拼合。树分解也通常不唯一,宽度只取所有合法分解中的最优值。
推论与应用
给定宽度
树宽在取图 minor时不增,团 minor 又给出树宽下界。它因此连接结构图论与固定参数可解类:排除某些 minor 的图族往往具有可控的分解结构。这里的定义只建立 bag 语言;nice decomposition 与 Courcelle 型元定理需要额外构造和逻辑假设,不是定义本身的直接同义词。
参考资料
- Reinhard Diestel, Graph Theory, 5th ed., Springer, 2017, Chapter 12.
- Reinhard Diestel, Graph Theory, 5th ed., Springer GTM 173, Ch. 12 on tree-width, accessed 2026.