图着色计算器(精确色数 χ)
色数 χ(G) 是给图的顶点染色、保证相邻顶点异色所需的最少颜色数:排课要避免冲突、地图要相邻国家异色、寄存器分配要避免同时活跃的变量共用一个寄存器,全都是着色问题。精确色数一般很难,但 10 个顶点以内可以精确枚举到底。
什么是色数计算器?

同色顶点必须互不相邻,所以一个颜色类就是一个独立集;求色数等价于把顶点划分成最少数量的独立集。
最大团(两两相邻的顶点组)给出下界:团内两两异色,至少需要 ω 种颜色;四色定理保证平面图 χ ≤ 4。
著名结论:奇回路色数 3、二部图色数 2、完全图色数 n;Brooks 定理说除完全图与奇回路外 χ ≤ Δ(最大度)。
χ(G) = 最小的 k 使 G 可 k-着色;下界 ω(G) ≤ χ(G)(最大团),dp[S] = min over 独立子集 T⊆S of dp[S\T] + 1
工具用"子集划分"动态规划:把顶点集拆成尽量少的独立集,每个独立集染同色,复杂度 O(3ⁿ),n = 10 时约 59000 次转移。
如何使用色数计算器
- 1
输入边列表(如 A-B, B-C),最多 10 个顶点,顶点自动从边中识别。
- 2
读取精确色数 χ 与最大团下界 ω,检验 ω ≤ χ 是否成立。
- 3
解读行给出结构判断:χ=2 即二部图,χ=n 即完全图。
计算示例
例 1奇回路
五边形 A-B, B-C, C-D, D-E, E-A:χ = 3,ω = 2——需要 3 色但最大团只有 2,下界不紧的典型。
例 2轮图
五边形加中心连接全部:中心 1 色、外圈奇回路 3 色,χ = 4,ω = 3。
例 3排课冲突
6 门课,冲突对输入为边:χ = 4 表示最少 4 个时段即可全部排开。
注意事项
精确算法上限 10 个顶点;更大的图请用贪心(Welch-Powell 排序)取可行解,但它可能高估色数。
ω 是下界但可以远小于 χ: Mycielski 构造可让团数不变而色数任意大。
顶点命名区分大小写,同名顶点视为同一个点。
常见问题
参考资料
凯文内容作者Calcton 数学编辑组 口径审核Calcton 编辑组 交叉审核· 内容更新于 2026-09-10
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GB/T 7714 格式
Calcton. 色数计算器[EB/OL]. https://www.calcton.com/chromatic-number, 2026-09-10.
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最后更新:2026-09-10。
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