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计数小导出子图:蝎子图容易但不平凡

计算复杂性 2025-05-29 v1 数据结构与算法

摘要

我们考虑固定图性质 Φ\Phi 的参数化问题 #\#IndSub(Φ)(\Phi):给定图 GG 和整数 kk,该问题要求计算满足 Φ\Phikk 顶点导出子图的数量。D"orfler 等人 [Algorithmica 2022] 和 Roth 等人 [SICOMP 2024] 猜想,对于所有非贫乏性质 Φ\Phi,即对无穷多个 kk 都非平凡的性质,#\#IndSub(Φ)(\Phi) 都是 #\#W[1]-hard 的。这一猜想已对几种受限类型的性质得到证实,包括所有遗传性质 [STOC 2022] 和所有边单调性质 [STOC 2024]。在本工作中,我们反驳了这一猜想,证明了在 50 多年前为研究易感性猜想而引入的某些 kk 顶点图——蝎子图,可以在 O(n4)O(n^4) 时间内对所有 kk 进行计数。在 ETH 假设下,该构造的一个简单变体产生了具有任意中间复杂度的图性质。我们提出了一个关于 #\#IndSub(Φ)(\Phi) 复杂度的更新猜想,该猜想正确刻画了蝎子图及相关构造的复杂度状态。

关键词

引用

@article{arxiv.2505.22300,
  title  = {Counting Small Induced Subgraphs: Scorpions Are Easy but Not Trivial},
  author = {Radu Curticapean and Simon Döring and Daniel Neuen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2505.22300},
  year   = {2025}
}