The arboricity of a graph is the minimum number of forests needed to cover all edges of the graph. In this paper, we study the arboricity from a game theoretic perspective and consider cost sharing in the minimum forest cover problem. We introduce the arboricity game as a cooperative cost game defined on a graph, where the players are edges and the cost of each coalition is the arboricity of the subgraph induced by the coalition. We study properties of the core and propose an efficient algorithm for computing the nucleolus when the core is nonempty. To compute the nucleolus, we introduce the prime partition of a graph, which decomposes the edge set into a partially ordered set defined from all minimal densest minors and their invariant precedence relation. For any core allocation of arboricity games, all edges from the same set of the prime partition share the same value. Thus the prime partition enables us to simplify the variables and constraints in linear programs of Maschler's scheme and to compute the nucleolus of arboricity games in polynomial time when the core is nonempty. Besides, the prime partition provides an analogous graph decomposition to the celebrated core decomposition and the density-friendly decomposition, which may be of independent interest.
翻译:图形的偏差度是覆盖图形所有边缘所需的最小森林数量。 在本文中, 我们从游戏理论角度研究偏差度, 并考虑最小森林覆盖问题的成本分担问题 。 我们将偏差率游戏引入为图表上定义的合作成本游戏, 玩家是边缘, 每个联盟的成本是联盟引出的子分区的偏差 。 我们研究核心的属性, 并提出在核心非空时计算核核糖核素的有效算法 。 要从游戏理论角度对核糖核进行计算, 我们引入一个图形的主要分割, 将边缘分解成一个部分有序的集合, 定义来自所有最小密度的未成年人及其惯性优先关系 。 对于任何核心的偏差性游戏, 所有的边缘都是由联盟引出的子分区的偏差 相同值 。 因此, 我们通过主分区可以简化 Maschler 计划线性方案中的变量和限制, 并且将核糖核糖核糖核素计算出来, 我们引入一个图形的正值的主要分区,, 将边缘的边缘部分分解成一个部分,, 并且 核心 核心的 核心的 将 核心的 将 的 的 核心的 的 的 将 硬性 的 硬性 的 游戏 移动的 的 的 的 的 的 的 的 将 的 的 的 的 的 点 解位 的 放在 的 的 的 点的 的 的 的 的 的 的 的 点 解 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的, 解,,,,,,,,,,,,,,, 的 的,,,, 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的,,,,,,,, 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的