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删除、消除与分解至遗传类的参数化复杂性均具 FPT 等价性

数据结构与算法 2022-01-10 v3

摘要

对于图类 H{\cal H},图参数至 H{\cal H} 的消除距离(记为 edH{\bf ed}_{\cal H})[Bulian and Dawar, Algorithmica, 2016] 与 H{\cal H}-树宽(记为 twH{\bf tw}_{\cal H})[Eiben et al. JCSS, 2021] 分别旨在最小化图类 H{\cal H} 的模集所诱导图的“躯干”的 treedepth 与 treewidth。此处,图 GG 中顶点集 SS 的躯干是以 SS 为顶点集、若 u,vSu, v \in S 间在 GG 中存在一条内部顶点均在 SS 外的路径则在 u,vu, v 间连边的图。本文表明,从(非一致)固定参数可处理性(FPT)视角看,对上述每个满足温和附加条件的遗传图类 H{\cal H},上述三个参数给出了同等强大的参数化。事实上,我们证明对满足温和附加条件的每个遗传图类 H{\cal H},除由 edH{\bf ed}_{\cal H} 参数化的 twH{\bf tw}_{\cal H} 外,对这些参数中的每对,计算其中一个并以自身或任一其他参数参数化,均与标准顶点删除(至 H{\cal H})问题 FPT 等价。例如,我们证明顶点删除问题的 FPT 算法蕴含计算 edH{\bf ed}_{\cal H}twH{\bf tw}_{\cal H} 的非一致 FPT 算法。非一致 FPT 算法的结论不尽如人意,我们基本证明:若 H{\cal H} 是遗传、并封闭、CMSO 可定义,且(a)类成员资格的规范等价关系(或其任一加细)可高效计算,或(b)该类容许“强无关顶点规则”,则存在用于 edH{\bf ed}_{\cal H} 的一致 FPT 算法。

关键词

引用

@article{arxiv.2104.09950,
  title  = {Deleting, Eliminating and Decomposing to Hereditary Classes Are All FPT-Equivalent},
  author = {Akanksha Agrawal and Lawqueen Kanesh and Daniel Lokshtanov and Fahad Panolan and M. S. Ramanujan and Saket Saurabh and Meirav Zehavi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2104.09950},
  year   = {2022}
}

备注

70 pages, To appear in SODA 2022. arXiv admin note: text overlap with arXiv:2103.09715, arXiv:2105.04660 by other authors