向汉密尔顿路径添加匹配项以减少给定顶点对之间的最大距离


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以下问题的复杂性是什么?

输入

查询:是否有一个匹配 ,使得对于每一个v Û [R d G ^v Û ķ? (其中,G ^ = [ Ñ ] 中号ħ M(v,u)RdG(v,u)k
G=([n],MH)

我一直在和朋友讨论这个问题。我的朋友认为问题出在多项式时间内。我认为它是NP完整的。


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您可以至少在表示方面进一步简化此操作。给您,一个具有n个顶点的路径,以及这些顶点对的集合R。您想通过匹配来扩展路径,以使R中任何一对之间的距离最大为kknRRk
Sasho Nikolov

我认为在我进行最新编辑以消除一些歧义之后,这种表述可能会造成混淆。
pfim

1
我的解释是正确的,不是吗?
Sasho Nikolov

我进行了修改,以使问题陈述更加严格。我认为这可以进一步简化,因为您可以简单地假设H是哈密顿路径1-2-3-4-5 ...- n,而不会失去一般性。所以你只需要n
卡夫

Answers:


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这个答案是不正确的

你的朋友是对的。您的问题(由Sasho解释)对匹配的基数没有任何限制。因此,选择C作为R中的对之间的匹配。那么对于任何正整数kR中每对之间的距离小于kCCRkRk

如果您强制路径包含来自匹配和路径P的边,那么您的问题将变得很有趣。CP


“在配对之间匹配”是什么意思?R
EmilJeřábek支持Monica

@EmilJeřábek意味着通过边缘连接中每对节点。因此,C只是R,每对边都有一条边。这相当于增强路径P用在对的完美行军[R RCRPR
Mohammad Al-Turkistany

1
这对我来说似乎没有多大意义。如果不匹配怎么办?也就是说,如果[R包含对1 2 1 3 ,你如何选择ÇRR(1,2)(1,3)C
EmilJeřábek支持Monica

@EmilJeřábek是的。您的观点是正确的。我将编辑我的答案。
Mohammad Al-Turkistany

@pfim是否可以仅使用边来形成最短路径?C
Mohammad Al-Turkistany

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更新:下面的答案是不正确的,因为我错误地认为哈密顿路径在任意图中,而不是在。我不删除它,也许我可以修复它,否则它会为其他答案提供一些提示。Kn

我认为这是NP完整的。这是3SAT的一种非常非正式/快速减少想法

对于每个变量添加一个带有以下内容的“变量小工具”:xi

  • 三个节点Xi,+Xi,Xi
  • 两个可变边X iX i(Xi,+Xi)(Xi,Xi)

添加一个源节点并将其连接到所有变量X iSXi

对于每个子句添加节点ç Ĵ并将其连接到相应的变量+ X - X 形成子句。CjCj+XiXi

下图表示:(+x1x2x3)(x2x3x4)

enter image description here

该组(即必须被链接的节点)包含 小号Ç 1小号Ç 2R(S,C1),(S,C2),...

简单的路径应包括除了可变边缘所有的“BLUE”边缘X + X X - X (在上面的蓝色边缘的图像表示的边缘,我们包括在P)。P(Xi,+Xi)(Xi,Xi)P

此时,当且仅当从到每个子句节点C j的最短路径不大于3时,初始公式才可满足。实际上,要从S中获得一个子句,我们必须遍历至少一个变量X iS X i± X iC j。因此,我们必须遍历两个边之一: X i+ X iX iX i并将其包含在C中SCjSXiSXi±XiCjXi+XiXiXi)C(由于构造,它不是的一部分)。但是不能同时包含两者,因为它们共享一个顶点。P

但是我们不确定是否可以构建包含所有蓝色边缘的简单路径,因为某些节点具有多个入射蓝色边缘。P

为了解决这个问题,我们将每个节点替换为多个蓝色入射边缘,并用一棵仅包含成对的蓝色入射边缘的树替换为,将它们分开的边缘也应包含在C中以到达子句节点:PC

enter image description here

原始图变为:

enter image description here

KCjS

C

P

enter image description here


试图建立一个包含所有蓝色边缘的路径让我担心:有些顶点上有两个以上的蓝色边缘入射,因此不可能有任何一条简单的路径包含所有蓝色边缘。
Mikhail Rudoy '17

好吧,谢谢你......我完全忘记了什么是简单的路径:-( ...现在它应该是固定的。
马兹奥德BIASI

这篇关于math.SE的帖子表明问题可能不是NP完全的。这可能是棘手的,但在拟多项式时间内可解math.stackexchange.com/questions/2218929/...
穆罕默德·Turkistany

@ MohammadAl-Turkistany:您认为当前版本的答案有缺陷吗?
Marzio De Biasi

不,我看不到任何明显的缺陷。
Mohammad Al-Turkistany
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