禁止诱导循环子图定义的图类中的多项式问题


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MO交叉发布。

令为由有限数量的禁止诱导子图定义的图类,所有这些子图都是循环的(至少包含一个循环)。C

除了Clique和Clique Coverage之外,对于,是否存在可以在多项式时间内解决的NP硬图问题C

如果我没记错的话,这对于独立集是不可能的(除非P=ñP)。

未在graphclasses.org中搜索。

Clique和Clique Covering是多项式的类是C5,C6,X164,X165,sunlet4,无三角形

编辑

阴性IS和统治在本文中。第2页,图小号一世Ĵķ


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斯蒂芬Kratsch,帕斯卡施韦泽,图同构对由两个特征的图类禁止诱导子图:GI是多项式时间(平凡)可解为图,而且(较少平凡)为ķ 小号ķ 1 -free图。ķs一世Ť- 自由ķsķ1个Ť- 自由
Marzio De Biasi

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也许也最好在MO交叉发布上注意这个问题,如果有兴趣的人,他们可能希望在这里查看答案/评论。
RB

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@MarzioDeBiasi,为什么不回复您的评论?
2014年

Answers:


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我认为对于无三角形的图形,许多难题变得容易解决。尤其是那些直接处理三角形的对象,例如“划分成三角形”(G是否有划分成三角形的部分?)。其他较简单的示例包括:

  • 割线稳定问题(G是否有独立的S使得GS断开连接?)。请参见:关于图形中的稳定sutset,请参见“ 离散应用数学”。105(2000)39-50。

  • 交集图基础(G是否为k元素地面集的子集的交集图?)。请参阅:问题[GT59],位于:Garey&Johnson,《计算机与顽固性:NP完全性理论指南》。


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以下是Mon Tag的答案的其他示例:

  • Disconnected Cutset问题(是否接受一组顶点S使得G - S和由S诱导的G的子图被断开)是NP完全的(请参见此处)。不难看出,对于无三角形的图形,该问题可以多项式求解(因此,Mon Tag也提到了“稳定割集”问题)。G小号G-小号G小号

  • 识别三角形线图是NP完全的(请参见此处),对于无三角形的输入图,这个问题在多项式上也很容易看出。

  • 计算最大的已连接匹配非常困难(请参阅此处。如果对于任意一对匹配边,图的另一个边都入射到这两个匹配边,则将连接匹配)。可以证明,对于无图,该问题是多项式可解的。C3C4C5


谢谢。因此,有些问题仍然很难解决,而其他问题则没有。
joro 2014年

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从上面的注释:在斯蒂芬Kratsch,帕斯卡施韦泽,图同构对由两个禁止诱导子图特征的图类:GI是多项式时间(平凡)可解为图,而且(较少平凡)对于ķ 小号ķ 1 -free图。(Ks,It)-free(Ks,K1,t)-free

编辑:如评论中所述,不包含循环(我太快地阅读了论文的介绍)。K1,Ť

在考虑了一下之后,似乎很容易证明以下内容(原始的?):

否定结果: 对于每个有限集合,其中每个ħ 包含限制对类循环,图同构(GI)的问题Çħ 1ħ ķ-free图是GI-完成。{H1个Hķ}H一世CH1个Hķ- 自由

证明:固定的一类图表,其中每个ħ 包含一个周期,并给予ģ 1G ^ 2,让- [R是最长周期的长度ħ s。替换每个边缘Û v G ^ 1G ^ 2与长度的路径= - [R / 3 H1个Hķ- 自由H一世G1个G2[RH一世üvG1个G2=[R/3 加入新节点Û p 1p 2p v (参见下图)。通过构造新的曲线图ģ ' 1G ^ ' 2ħ 1ħ ķ-free确实可能的最短周期是那些由必须具有长度的三角形形成3 - [R / 3 üp1个p2pvG1个G2H1个Hķ- 自由 ; 并且很容易证明它们是同构的,当且仅当原始 G 1G 2是同构的。3[R/3+3>[RG1个G2

在此处输入图片说明
:图在左侧,和等效ħ 1ħ ķ-freeģ ' 1右侧(假设的最长周期ħ 具有长度- [R = 15,所以G 1的每个边都替换为长度为l = 5的路径。G1个H1个Hķ- 自由G1个H一世[R=15G1个=5

我们还可以将负面结果扩展到哈密顿循环NPC问题,的确是以下结果的直接推论(原始结果):

定理:对于任何,汉密尔顿的周期问题仍然存在,即使我们在图表NP完全ģ不包含长度的周期ķķ3Gķ

证明我们知道,哈密顿周期问题是NPC甚至在平面向图与每个节点v满足:ö ù d ë v + Ñ d ë v 3(Papdimitriou和瓦齐拉尼,关于两个与旅行商问题相关的几何问题。我们可以将图G转换为无向图G ',只需在节点v的传入边缘上添加一个具有i n d e的节点即可。GvØüŤdËGv+一世ñdËGv3GGv,以及节点的传出边缘 v具有Ñ d ë v = 2。然后,我们可以用下图的小工具替换 G '的节点。显而易见,只有两个有效的遍历(之字形一世ñdËGv=1个v一世ñdËGv=2G),只需一次访问小工具的每个节点(图中的红色和绿色路径):不能从上到下遍历小工具,否则将切掉水平(传入或传出)路径。此外,我们可以放置在小工具的垂直/水平段足够的节点,并延长其曲折的数量,以确保没有长度的周期有可能在小工具或在3只小工具连接在一起的三角形。这确保了,如果所得图形G ''具有汉密尔顿周期,则原始图形G也具有汉密尔顿周期(通过小工具的构造,反之亦然)。ķG''G

在此处输入图片说明

H1个Hķ- 自由H一世


ķ1个Ť

你是对的!我想出了一个负面结果...看看它是否可以工作,或者是完全错误的:-S:-S
Marzio De Biasi 2014年

谢谢。那么,您是否认为GI和哈密顿循环的结果是负面的?
joro 2014年

希望这是正确的,这将解决graphclasses.org未知的许多问题。
joro

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+1个d一世d一世一世G1个G2G1个G2

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MAX-CUT保持NP完整。

在以下两类图中,引理3.2简单的最大割是NP完全的:

ķķ3

他们将边缘细分了两次。

摘自“图的MAX-CUT和包含关系,Marcin Kaminski”


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但是您要求在多项式时间内解决问题,对吗?
Peng O

@PengO确实是,但是这是负面结果,因此不可能是多项式。另一个答案也显示出负面结果。
joro 2014年
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