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约束 $(P_t,C_3)$-自由图中 $4$-着色问题的计算复杂度差距

计算复杂性 2025-09-03 v1 离散数学 组合数学

摘要

遗传图类上的 kk-着色问题在过去十年中得到了广泛研究。遗传图类由(可能无限的)最小禁止导出子图列表刻画。我们称一个图是 (H1,H2,)(H_1,H_2,\ldots)-自由的,如果它不包含 H1,H2,H_1,H_2,\ldots 中的任何一个作为导出子图。即使将问题限制在 k=4k=4 且仅由少量禁止导出子图定义的类上,其复杂度格局仍不清晰。虽然仅含一个禁止导出子图的情况最近已完全解决,但考虑两个禁止导出子图时仍存在若干未知情况。特别地,(P6,C3)(P_6,C_3)-自由图上的 44-着色问题是多项式时间可解的,而 (P22,C3)(P_{22},C_3)-自由图上的 44-着色问题是 NP-难的。我们提供了一个归约,证明 (Pt,C3)(P_t,C_3)-自由图上的 44-着色问题在 19t2119\leq t\leq 21 时是 NP-完全的,从而缩小了复杂度未知情况的差距。我们的证明包含一次计算机搜索,确保归约得到的图族确实是 P19P_{19}-自由的。

关键词

引用

@article{arxiv.2509.02423,
  title  = {Constricting the Computational Complexity Gap of the $4$-Coloring Problem in $(P_t,C_3)$-free Graphs},
  author = {Justyna Jaworska and Bartłomiej Kielak and Tomáš Masařík and Jana Masaříková},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2509.02423},
  year   = {2025}
}

备注

15 pages, 7 figures