Здійснення розкладу дерев мінімальної ширини нахилом у поліноміальний час


16

Як добре відомо, декомпозиція дерева графа складається з дерева T з пов'язаним мішком T vV ( G ) для кожної вершини v V ( T ) , яке задовольняє наступним умовам:ГТТvV(Г)vV(Т)

  1. Кожна вершина відбувається в деякому мішку T .ГТ
  2. Для кожного краю є мішок, що містить обидві кінцеві точки краю.Г
  3. Для кожної вершини , мішки , що містять V викликають чіткий поддерево T .vV(Г)vТ

Ми також можемо вимагати від нашого розкладу наступну умову, звану худою :

  • Для кожної пари мішків , Т Ь з Т , якщо A T в і B T Ь з | А | = | Б | = k , то або a) в G є k вершинно-роз'єднані шляхи A - B , або b) дерево T містить ребро p q на шляху від вузла a до вузла b таким, що | V (ТаТбТАТаБТб|А|=|Б|=ккА-БГТpqаб і безліч V ( Т р ) V ( Т д ) перетинає все - B шляху в G .|V(Тp)V(Тq)|кV(Тp)V(Тq)А-БГ

Робін Томас показав, що завжди існує декомпозиція дерев мінімальної ширини, яка також є худорлявою, і більш прості докази цього факту надали кілька авторів, наприклад, Патрік Беленбаум та Рейнхард Дістель .

Що мене цікавить , полягає в наступний: для графа і мінімальною шириною розкладання дерева G , ми можемо знайти мінімальну ширину пісного розкладання деревовидної G за поліноміальний час?ГГГ

Два згадані докази не дають такої ефективної конструктивності. У роботі Белленбаума та Дістеля зазначається, що "ще одне (більш конструктивне) коротке доказ теореми Томаса було дано в П. Bellenbaum, Schlanke Baumzerlegungen von Graphen, Diplomarbeit, Universitat Hamburg 2000." На жаль, мені не вдалося знайти рукопис в Інтернеті, і моя німецька не така вже й велика.


2
Приємне запитання. Пошук розкладу дерев мінімальної ширини є NP-Hard, тому ваша проблема дещо погана (це здається). Я гадаю, що можна задати це для випадку обмеженої ширини або в сенсі наближення.
Чандра Чекурі

1
Але в його випадку йому дають розклад дерева мінімальної ширини, і він хоче, щоб алгоритм його наклав.
Суреш Венкат

1
@SureshVenkat: Я розумію, що йому дано розклад дерева мінімальної ширини, але як ти можеш навіть переконатися, що це правильно? Більше того, розкладення худорлявого дерева локально пристосовується до широкої ширини різних частин графіка, тому оптимальне розкладання дерева глобального графіка не дозволяє уникнути проблеми пошуку широкої ширини локальних шматочків, яка є важкою.
Чандра Чекурі

Плавні декомпозиції дерев (де всі мішки мають однаковий розмір і два суміжні мішки відрізняються рівно на одну вершину) набагато простіше в обробці, ніж загальні деревні розклади, і легко помітити, що завжди існує розклад дерева мінімальної ширини, який є гладким . Тому, можливо, ви зможете отримати ефективну конструкцію, обмеживши одну з відомих конструкцій. Чи завжди існує розкладка дерева мінімальної ширини, яка є гладкою і сухою?
Дієго де Естрада

1
@ChandraChekuri Я припускаю, що питання підтвердження зникає, якщо ви охарактеризуєте це як проблему з обіцянками, але я вважаю, що ваш погляд на розклад одного дерева не обов'язково дає вам достатньо інформації для адаптації. Але таке питання може бути правдоподібним: чи існує спосіб "локально" змінити дану декомпозицію дерева, щоб зробити її "нахиленою", не збільшуючи ширину ширини?
Суреш Венкат

Відповіді:


8

Ось формальна причина, чому проблема не вирішується у багато разів, якщо P = NP. Ми знаємо, що пошук ширини даного графа є NP-Hard. Враховуючи графік ми можемо додати неперервну кліку розміром V ( G ) + 1, щоб створити новий графік G ' . A Мінімальна шириною дерева-розкладання G ' може бути отримано наступним чином : він має два вузли з одного мішком , що містить всі вузли кліки , а інші , що містять всі вузли G . Тепер, якщо зробити цей розклад деревним декомпозиціям, знадобиться знайти розклад худого дерева оригінального графіка G, який би, як побічний продукт, дав би ширину GГV(Г)+1Г'Г'ГГГ .


1
Гарна думка. Чи знаєте ви, чи відомо про параметризовані та / або середньо експоненціальні часові алгоритми для пошуку декомпозицій дерев?
Барт Янсен
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.