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        關(guān)于太陽圖奇偶可分的魔幻標(biāo)號(hào)

        2017-12-19 02:50:58王亞茹
        關(guān)鍵詞:奇偶標(biāo)號(hào)魔幻

        王亞茹, 姚 兵,2

        (1.西北師范大學(xué)數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)院,甘肅 蘭州 730070;2.蘭州交通大學(xué)電子與信息工程學(xué)院,甘肅 蘭州 730070)

        關(guān)于太陽圖奇偶可分的魔幻標(biāo)號(hào)

        王亞茹1, 姚 兵1,2

        (1.西北師范大學(xué)數(shù)學(xué)與統(tǒng)計(jì)學(xué)院,甘肅 蘭州 730070;2.蘭州交通大學(xué)電子與信息工程學(xué)院,甘肅 蘭州 730070)

        對(duì)一類圈上有奇數(shù)個(gè)節(jié)點(diǎn)的太陽圖進(jìn)行邊魔幻優(yōu)美標(biāo)號(hào)研究,得到了其超級(jí)邊魔幻優(yōu)美標(biāo)號(hào)和邊魔幻全標(biāo)號(hào),并對(duì)特殊的廣義太陽圖確定了其邊魔幻優(yōu)美標(biāo)號(hào)和邊魔幻全標(biāo)號(hào).提出了一種新的邊魔幻優(yōu)美標(biāo)號(hào)和邊魔幻全標(biāo)號(hào),分別稱為奇偶可分的邊魔幻優(yōu)美標(biāo)號(hào)和奇偶可分的邊魔幻全標(biāo)號(hào),指出一類特殊太陽圖和廣義太陽圖具有奇偶可分的邊魔幻優(yōu)美標(biāo)號(hào)和奇偶可分的邊魔幻全標(biāo)號(hào).

        太陽圖;邊魔幻優(yōu)美標(biāo)號(hào);超級(jí)邊魔幻優(yōu)美標(biāo)號(hào);邊魔幻全標(biāo)號(hào)

        0 引言

        生活中有各種各樣的網(wǎng)絡(luò),每種網(wǎng)絡(luò)都可以建立相應(yīng)的模型,其中環(huán)形網(wǎng)絡(luò)在網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和建設(shè)中有著特殊的地位.這類網(wǎng)絡(luò)可以細(xì)化工作與分塊管理,具有資源利用率和共享率高、投資費(fèi)用較低、穩(wěn)定性好等特點(diǎn),所以在工作、生活中應(yīng)用較為廣泛.對(duì)環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的研究,通常是將其轉(zhuǎn)化成圖論中的太陽圖,將太陽圖中圈上的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)當(dāng)作一個(gè)服務(wù)器,與圈所連接的節(jié)點(diǎn)看作是客戶計(jì)算機(jī).

        圖的標(biāo)號(hào)是很多學(xué)科研究的重要手段之一.圖的標(biāo)號(hào)有很多,例如優(yōu)美標(biāo)號(hào)、奇優(yōu)美標(biāo)號(hào)、幸福標(biāo)號(hào)、魔幻類標(biāo)號(hào)等.[1]1963年,Sedl首次定義了圖的魔幻標(biāo)號(hào).根據(jù)Bloom和Golomb的結(jié)果,Wallis[3]提出了邊魔幻全標(biāo)號(hào)的概念.本文的邊魔幻優(yōu)美標(biāo)號(hào)和超級(jí)邊魔幻優(yōu)美標(biāo)號(hào)是由Marimuthu等[4-5]提出的.其他關(guān)于魔幻類的標(biāo)號(hào)可參見文獻(xiàn)[1,6-11].

        本文定義的新標(biāo)號(hào)如下:

        (1) 若f為圖G的一個(gè)邊魔幻優(yōu)美標(biāo)號(hào),且f(V(G))={1,3,5,…,2L+1},f(E(G))={2,4,6,…,2M},則稱f為圖G的一個(gè)奇偶可分的邊魔幻優(yōu)美標(biāo)號(hào);

        (2) 若f為圖G的一個(gè)邊魔幻全標(biāo)號(hào),且有f(V(G))={1,3,5,…,2L+1},f(E(G))={2,4,6,…,2M},則稱f為圖G的一個(gè)奇偶可分的邊魔幻全標(biāo)號(hào).

        1 預(yù)備知識(shí)

        本文涉及的圖均為簡單的無向圖.一個(gè)(p,q)-圖有p個(gè)頂點(diǎn)和q條邊.為了敘述簡便,記號(hào)[m,n]表示非負(fù)整數(shù)集合{m,m+1,m+2,…,n},其中m和n均為整數(shù),且滿足0≤m

        定義1設(shè)Cn=a1a2a3…ana1是一個(gè)長度為n≥3的圈.給Cn的每個(gè)頂點(diǎn)ai(i∈[1,n])用一條邊連接一個(gè)新頂點(diǎn)yi,所得到的圖稱為太陽圖,記為SCn,如圖1所示.Cn的每個(gè)頂點(diǎn)ai(i∈[1,n])連ki個(gè)新頂點(diǎn)ai,1ai,2ai,3…ai,ki,所得到的圖稱為廣義太陽圖,記為GSCn(允許某些ki=0).

        本文研究了n為奇數(shù)的太陽圖奇偶可分的邊魔幻優(yōu)美標(biāo)號(hào)和奇偶可分的邊魔幻全標(biāo)號(hào).為了方便,本文中稱此類太陽圖為奇圈的太陽圖.

        定義2設(shè)Cn=a1a2a3…ana1是一個(gè)長度為奇數(shù)n≥3的圈.給Cn的每個(gè)頂點(diǎn)ai(i∈[1,n])用m條邊連接m個(gè)新頂點(diǎn)y(i-1)m+j(j∈[1,m]),所得到的圖稱為奇圈的特殊太陽圖,記為GSCn,m,如圖2所示.

        記f(V(G))={f(x)|x∈V(G)},f(E(G))={f(uv)|uv∈E(G)}.

        圖1 太陽圖

        圖2 奇圈的特殊太陽圖

        定義3[3]設(shè)G是(p,q)-圖.若存在常數(shù)k和雙射f:V(G)∪E(G)→{1,2,3,…,p+q},使對(duì)G的任意一條邊uv,總有 |f(u)+f(v)-f(uv)|=k,則稱f為圖G的一個(gè)邊魔幻優(yōu)美標(biāo)號(hào),k為魔幻常數(shù).此外,若f(V(G))={1,2,3,…,p},則稱f為圖G的一個(gè)超級(jí)邊魔幻優(yōu)美標(biāo)號(hào).

        定義4[1]設(shè)G是(p,q)-圖.若存在常數(shù)k和雙射f:V(G)∪E(G)→{1,2,3,…,p+q}, 使對(duì)G的任意一條邊uv,總有f(u)+f(v)+f(uv)=k,則稱f為圖G的一個(gè)邊魔幻全標(biāo)號(hào),k為魔幻常數(shù).

        2 主要結(jié)論及其證明

        定理1奇圈的太陽圖具有奇偶可分的邊魔幻優(yōu)美標(biāo)號(hào).

        證明采用定義1中的記號(hào),頂點(diǎn)數(shù)p=2n,邊數(shù)q=2n.記頂點(diǎn)集為V(SCn)={a1,a2,a3,…,an-1,an,y1,y2,…,yn-1,yn},邊集為E(SCn)={a1a2,a2a3,a3a4,…,an-1an,ana1,a1y1,a2y2,…,an-1yn-1,anyn}.定義奇圈的太陽圖SCn的標(biāo)號(hào)f如下:

        f(ai)=i,i=1,3,5,…,n-2,n;f(ai)=n+i,i=2,4,6,…,n-3,n-1;f(yi)=4n-2i-1,i=1,2,3,…,n-1;f(yn)=4n-1;f(aiaj)=2i+2,i=1,2,3,…,n-1,j=i+1;f(ana1)=2;f(aiyi)=3n-i,i=1,3,5,…,n-4,n-2;f(aiyi)=4n-i,i=2,4,6,…,n-3,n-1;f(anyn)=4n.

        由上面的標(biāo)號(hào)可知:f(V(SCn))={1,3,5,7,…,4n-3,4n-1},f(E(SCn))={2,4,6,8,…,4n-2,4n}.由此可得V(SCn)∪E(SCn)→{1,2,3,…,4n}.當(dāng)i=1,3,5,7,…,n-2時(shí),j=i+1,計(jì)算圈Cn上的2個(gè)相鄰頂點(diǎn)ai,ai+1及其邊aiai+1的標(biāo)號(hào),得

        |f(ai)+f(aj)-f(aiaj)|=|i+(n+j)-(2i+2)|=|i+n+i+1-2i-2|=|n-1|=n-1;

        當(dāng)i=2,4,6,8,…,n-1時(shí),j=i+1,計(jì)算圈Cn上的2個(gè)相鄰頂點(diǎn)ai,ai+1及其邊aiai+1的標(biāo)號(hào),得

        |f(ai)+f(aj)-f(aiaj)|=|(n+i)+j-(2i+2)|=|n+i+i+1-2i-2|=|n-1|=n-1,

        |f(an)+f(a1)-f(ana1)|=|n+1-2|=|n-1|=n-1;

        當(dāng)i=1,3,5,7,…,n-2時(shí),計(jì)算太陽的光芒aiyi上的標(biāo)號(hào),得

        |f(ai)+f(yi)-f(aiyi)|=|i+(4n-2i-1)-(3n-i)|=|i+4n-2i-1-3n+i|=|n-1|=n-1;

        當(dāng)i=2,4,6,8,…,n-1時(shí),計(jì)算太陽的光芒aiyi上的標(biāo)號(hào),得

        |f(ai)+f(yi)-f(aiyi)|=|(n+i)+(4n-2i-1)-(4n-i)|=
        |n+i+4n-2i-1-4n+i|=|n-1|=n-1,

        |f(an)+f(yn)-f(anyn)|=|n+(4n-1)-4n|=|n+4n-1-4n|=|n-1|=n-1.

        圖3 定理1當(dāng)魔幻常數(shù)k=4的情形

        綜上,f是太陽圖SCn一個(gè)奇偶可分的邊魔幻優(yōu)美標(biāo)號(hào).

        圖3給出了定理1在魔幻常數(shù)k=4時(shí)的情形.

        定理2奇圈的太陽圖具有超級(jí)邊魔幻優(yōu)美標(biāo)號(hào).

        證明采用定義1中的記號(hào).由定理1知f是奇圈太陽圖SCn的一個(gè)奇偶可分的邊魔幻優(yōu)美標(biāo)號(hào),下面在此基礎(chǔ)上對(duì)奇圈太陽圖SCn定義一個(gè)新的標(biāo)號(hào)g為:g(ai)=f(ai)+1=i+1,i=1,3,5,…,n-2,n;g(ai)=f(ai)+1=n+i+1,i=2,4,6,…,n-3,n-1;g(yi)=f(yi)-2n=2n-2i-1,i=1,2,3,…,n-1;g(yn)=f(yn)-2n=2n-1;g(aiaj)=f(aiaj)+2n=2n+2i+2,i=1,2,3,…,n-1,j=i+1;g(ana1)=f(ana1)+2n=2n+2;g(aiyi)=f(aiyi)-1=3n-i-1,i=1,3,5,…,n-4,n-2;g(aiyi)=f(aiyi)-1=4n-i-1,i=2,4,6,…,n-3,n-1;g(anyn)=f(anyn)-1=4n-1.

        由上面規(guī)定的標(biāo)號(hào)可知:g(V(SCn))={1,2,3,4,…,2n},g(E(SCn))={2n+1,2n+2,2n+3,2n+4,…,4n}.由此可得V(SCn)∪E(SCn)→{1,2,3,…,4n}.當(dāng)i=1,3,5,7,…,n-2時(shí),j=i+1,計(jì)算圈Cn上的2個(gè)相鄰頂點(diǎn)ai,ai+1及其邊aiai+1的標(biāo)號(hào),得

        |g(ai)+g(aj)-g(aiaj)|=|(i+1)+(n+j+1)-(2n+2i+2)|=
        |i+1+n+i+1+1-2n-2i-2|=|1-n|=n-1;

        (1)

        當(dāng)i=2,4,6,8,…,n-1時(shí),j=i+1,計(jì)算圈Cn上的2個(gè)相鄰頂點(diǎn)ai,ai+1及其邊aiai+1的標(biāo)號(hào),類似有(1)式成立;當(dāng)i=1,3,5,7,…,n-2和i=2,4,6,8,…,n-1時(shí),計(jì)算太陽的光芒aiyi上的標(biāo)號(hào),仍有(1)式成立.

        圖4 定理2當(dāng)魔幻常數(shù)k=4的情形

        綜上,標(biāo)號(hào)g是太陽圖SCn的一個(gè)超級(jí)邊魔幻優(yōu)美標(biāo)號(hào).

        圖4給出了定理2當(dāng)魔幻常數(shù)k=4的情形.

        定理3奇圈的太陽圖具有奇偶可分的邊魔幻全標(biāo)號(hào).

        證明采用定義1中的記號(hào).由定理1知f是奇圈的太陽圖SCn的一個(gè)奇偶可分的邊魔幻優(yōu)美標(biāo)號(hào).下面利用標(biāo)號(hào)f定義奇圈的太陽圖SCn的一個(gè)新標(biāo)號(hào)h為:h(ai)=f(ai)=i,i=1,3,5,…,n-2,n;h(ai)=f(ai)=n+i,i=2,4,6,…,n-3,n-1;h(yi)=f(yi)=4n-2i-1,i=1,2,3,…,n-1;h(yn)=f(yn)=4n-1;h(aiaj)=4n-f(aiaj)+2=4n-2i,i=1,2,3,…,n-1,j=i+1;h(ana1)=4n-f(ana1)+2=4n;h(aiyi)=4n-f(aiyi)+2=n+i+2,i=1,3,5,…,n-4,n-2;h(aiyi)=4n-f(aiyi)+2=i+2,i=2,4,6,…,n-3,n-1;h(anyn)=4n-f(anyn)+2=2.

        由上面標(biāo)號(hào)的定義可知:h(V(SCn))={1,3,5,7,…,4n-3,4n-1},h(E(SCn))={2,4,6,8,…,4n-2,4n}.由此可得V(SCn)∪E(SCn)→{1,2,3,…,4n}.

        當(dāng)i=1,3,5,7,…,n-2時(shí),j=i+1,計(jì)算圈Cn上的2個(gè)相鄰頂點(diǎn)ai,ai+1及其邊aiai+1的標(biāo)號(hào)為

        h(ai)+h(aj)+h(aiaj)=i+(n+j)+(4n-2i)=i+n+i+1+4n-2i=5n+1;

        當(dāng)i=2,4,6,8,…,n-1時(shí),j=i+1,計(jì)算圈Cn上的2個(gè)相鄰頂點(diǎn)ai,ai+1及其邊aiai+1的標(biāo)號(hào)為

        h(ai)+h(aj)+h(aiaj)=(n+i)+j+(4n-2i)=n+i+i+1+4n-2i=5n+1,

        h(an)+h(a1)+h(ana1)=n+1+4n=5n+1;

        (2)

        當(dāng)i=1,3,5,7,…,n-2和i=2,4,6,8,…,n-1時(shí),計(jì)算太陽的光芒aiyi上的標(biāo)號(hào)后仍有(2)式成立.

        圖5 定理3當(dāng)魔幻常數(shù)k=26的情形

        綜上,h是太陽圖SCn的一個(gè)奇偶可分的邊魔幻全標(biāo)號(hào).

        圖5給出了定理3當(dāng)魔幻常數(shù)k=26時(shí)的情形.

        將上面這種特殊的奇圈的太陽圖推廣,即在圈上的每個(gè)節(jié)點(diǎn)上添加m個(gè)葉子,得到奇圈的特殊太陽圖.

        定理4奇圈的特殊太陽圖具有奇偶可分的邊魔幻優(yōu)美標(biāo)號(hào).

        證明沿用定義2中的記號(hào),且頂點(diǎn)數(shù)p=n(m+1),邊數(shù)q=n(m+1).記頂點(diǎn)集為V(GSCn,m)={a1,a2,a3,…,an,y1,y2,…,ym,…,y(i-1)m+j,…,y(n-1)m+1,…,ynm},邊集為E(GSCn,m)={a1a2,a2a3,a3a4,…,ana1,a1y1,…,a1ym,…,any(n-1)m+1,…,anynm}.定義奇圈的特殊太陽圖GSCn,m的一個(gè)標(biāo)號(hào)f為:f(ai)=i,i=1,3,5,…,n-2,n;f(ai)=n+i,i=2,4,6,…,n-3,n-1;f(y(i-1)m+j)=2(j+1)n-2i-1,i=1,2,3,…,n-1,j=1,2,3,…,m;f(y(n-1)m+j)=2(j+1)n-1,j=1,2,3,…,m;f(aiak)=2i+2,i=1,2,3,…,n-1,k=i+1;f(ana1)=2;f(aiy(i-1)m+j)=(2j+1)n-i,i=1,3,5,…,n-4,n-2,j=1,2,3,…,m;f(aiy(i-1)m+j)=2(j+1)n-i,i=2,4,6,…,n-3,n-1,j=1,2,3,…,m;f(any(n-1)m+j)=2(j+1)n,j=1,2,3,…,m.

        由上面的標(biāo)號(hào)性質(zhì)可知:f(V(GSCn,m))={1,3,5,7,…,2n(m+1)-3,2n(m+1)-1},f(E(GSCn,m))={2,4,6,8,…,2n(m+1)-2,2n(m+1)}.由此得V(GSCn,m)∪E(GSCm,m)→{1,2,3,…,2n(m+1)}.當(dāng)i=1,3,5,…,n-4,n-2時(shí),k=i+1,計(jì)算圈Cn上的2個(gè)相鄰頂點(diǎn)ai,ai+1及其邊aiai+1的標(biāo)號(hào),得

        |f(ai)+f(ak)-f(aiak)|=|i+(n+k)-(2i+2)|=|i+n+i+1-2i-2|=|n-1|=n-1;

        (3)

        當(dāng)i=2,4,6,…,n-3,n-1時(shí),k=i+1,計(jì)算圈Cn上的2個(gè)相鄰頂點(diǎn)ai,ai+1及其邊aiai+1的標(biāo)號(hào),仍有(3)式成立;當(dāng)i=1,3,5,…,n-4,n-2時(shí),j=1,2,3,…,m,計(jì)算太陽的光芒aiy(i-1)m+j上的標(biāo)號(hào),得

        |f(ai)+f(y(i-1)m+j)-f(aiy(i-1)m+j)|=|i+[2(j+1)n-2i-1]-[(2j+1)n-i]|=|n-1|=n-1;

        當(dāng)i=2,4,6,…,n-3,n-1時(shí),j=1,2,3,…,m,計(jì)算太陽的光芒aiy(i-1)m+j上的標(biāo)號(hào),得

        |f(ai)+f(y(i-1)m+j)-f(aiy(i-1)m+j)|=n-1,

        |f(an)+f(y(n-1)m+j)-f(any(n-1)m+j)|=|n+[2(j+1)n-1]-2(j+1)n|=|n-1|=n-1.

        圖6 定理4當(dāng)魔幻常數(shù)k=4的情形

        綜上,f是奇圈特殊太陽圖GSCn,m的一個(gè)奇偶可分的邊魔幻優(yōu)美標(biāo)號(hào).

        圖6給出了定理4當(dāng)魔幻常數(shù)k=4的情形.

        定理5奇圈的特殊太陽圖具有奇偶可分的邊魔幻全標(biāo)號(hào).

        證明由定理4知f是奇圈的特殊太陽圖GSCn,m的一個(gè)奇偶可分的邊魔幻優(yōu)美標(biāo)號(hào).下面在f的基礎(chǔ)上對(duì)奇圈特殊太陽圖GSCn,m定義一個(gè)新的標(biāo)號(hào)h為:h(ai)=f(ai)=i,i=1,3,5,…,n-2,n;h(ai)=f(ai)=n+i,i=2,4,6,…,n-3,n-1;h(y(i-1)m+j)=f(y(i-1)m+j)=2(j+1)n-2i-1,i=1,2,3,…,n-1,j=1,2,3,…,m;h(y(n-1)m+j)=f(y(n-1)m+j)=2(j+1)n-1,j=1,2,3,…,m;h(aiak)=2n(m+1)-f(aiak)+2=2n(m+1)-2i,i=1,2,3,…,n-1,k=i+1;h(ana1)=2n(m+1)-f(ana1)+2=2n(m+1);h(aiy(i-1)m+j)=2n(m+1)-f(aiy(i-1)m+j)+2=n(2m-2j+1)+i+2,i=1,3,5,…,n-4,n-2,j=1,2,3,…,m;h(aiy(i-1)m+j)=2n(m+1)-f(aiy(i-1)m+j)+2=2n(m-j)+i+2,i=2,4,6,…,n-3,n-1,j=1,2,3,…,m;h(any(n-1)m+j)=2n(m+1)-f(any(n-1)m+j)+2=2n(m-j)+2,j=1,2,3,…,m.

        由上面規(guī)定的標(biāo)號(hào)可知:h(V(GSCn,m))={1,3,5,7,…,2n(m+1)-3,2n(m+1)-1},h(E(GSCn,m))={2,4,6,8,…,2n(m+1)-2,2n(m+1)}.由此可得V(GSCn,m)∪E(GSCn,m)→{1,2,3,…,2n(m+1)}.當(dāng)i=1,3,5,…,n-4,n-2時(shí),k=i+1,計(jì)算圈Cn上的2個(gè)相鄰頂點(diǎn)ai,ai+1及其邊aiai+1的標(biāo)號(hào)

        h(ai)+h(ak)+h(aiak)=i+(n+k)+[2n(m+1)-2i]=2n(m+1)+n+1;

        當(dāng)i=2,4,6,…,n-3,n-1時(shí),k=i+1,計(jì)算圈Cn上的2個(gè)相鄰頂點(diǎn)ai,ai+1及其邊aiai+1的標(biāo)號(hào)

        h(ai)+h(ak)+h(aiak)=(n+i)+k+[2n(m+1)-2i]=2n(m+1)+n+1,

        h(an)+h(a1)+h(ana1)=n+1+2n(m+1)=2n(m+1)+n+1;

        當(dāng)i=1,3,5,…,n-4,n-2時(shí),j=1,2,3,…,m,計(jì)算太陽的光芒aiy(i-1)m+j上的標(biāo)號(hào)

        圖7 定理5當(dāng)魔幻常數(shù)k=36的情形

        當(dāng)i=2,4,6,…,n-3,n-1時(shí),j=1,2,3,…,m,計(jì)算太陽的光芒aiy(i-1)m+j上的標(biāo)號(hào)

        h(ai)+h(y(i-1)m+j)+h(aiy(i-1)m+j)=2n(m+1)+n+1,

        h(an)+h(y(n-1)m+j)+h(any(n-1)m+j)=2n(m+1)+n+1.

        綜上,h是奇圈特殊太陽圖GSCn,m的一個(gè)奇偶可分的邊魔幻全標(biāo)號(hào).

        圖7給出了定理5當(dāng)魔幻常數(shù)k=36時(shí)的情形.

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        Onthemagiclabellingdividedintoparityofsun-graphs

        WANG Ya-ru1,YAO Bing1,2

        (1.College of Mathematics and Statistics,Northwest Normal University,Lanzhou 730070,China;2.School of Electronic and Information Engineering,Lanzhou Jiaotong University,Lanzhou 730070,China)

        Edge magic graceful labelling of a class of sun-graph that has an odd node number of circle is studied,further its super edge magic graceful labelling and edge-magic total labelling.Special sun-graph having edge magic graceful labelling and edge-magic total labelling is constructed.It proposes a new edge magic graceful labelling and edge-magic total labelling,called edge-magic graceful labelling divided into parity and edge-magic total labelling divided into parity.All

        ,a kind of special sun-graph and generalized sun-graph with edge-magic graceful labelling divided into parity and edge-magic total labelling divided into parity.

        sun-graph;edge-magic graceful labelling;super edge magic graceful labelling;edge-magic total labelling

        1000-1832(2017)04-0010-05

        10.16163/j.cnki.22-1123/n.2017.04.003

        2016-06-20

        國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(61163054,61363060,61662066).

        王亞茹(1994—),女,本科生,主要從事圖著色與標(biāo)號(hào)研究;通信作者:姚兵(1956—),男,教授,主要從事圖著色與標(biāo)號(hào)、復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)及優(yōu)化研究.

        O 157.5學(xué)科代碼110·7470

        A

        (責(zé)任編輯:李亞軍)

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