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在树宽有界图上命中禁戒诱导子图

数据结构与算法 2022-09-09 v2 计算复杂性 组合数学

摘要

对固定图 HHHH-IS-Deletion 问题给定一个图 GG,询问使得 GSG\setminus S 不包含 HH 作为诱导子图的最小集合 SV(G)S \subseteq V(G) 的大小。受先前关于在树宽有界图上命中(拓扑)子式与子图工作的启发,我们致力于确定:对固定图 HH,在指数时间假设(ETH)下,能使 HH-IS-Deletion 在 fH(t)nO(1)f_H(t) \cdot n^{O(1)} 时间内求解的最小函数 fH(t)f_H(t),其中 ttnn 分别表示输入图的树宽与顶点数。我们证明了对每个含 h3h \geq 3 个顶点的图 HHfH(t)=2O(th2)f_H(t) = 2^{O(t^{h-2})},且当 HH 为团或独立集时 fH(t)=2O(t)f_H(t) = 2^{O(t)}。我们通过推广 Cygan 等人 [MFCS 2014] 针对子图版本的归约给出了一系列下界。特别地,我们证明当 HH 与团略有偏离时,函数 fH(t)f_H(t) 会发生急剧跃变:若 HH 由大小为 hh 的团删去一条边得到,则 fH(t)=2Θ(th2)f_H(t) = 2^{\Theta(t^{h-2})}。我们还证明当 H=Kh,hH=K_{h,h}fH(t)=2Ω(th)f_H(t) = 2^{\Omega(t^{h})},该归约回答了 Mi. Pilipczuk [MFCS 2011] 关于子图版本中函数 fC4(t)f_{C_4}(t) 的一个开放问题。受 Cygan 等人 [MFCS 2014] 启发,我们还考虑了该问题的彩色变体,其中 GG 的每个顶点被染以 V(H)V(H) 中某种颜色,且我们只要求命中颜色匹配的 HH 的诱导副本。在此情形下,我们在 ETH 下确定了每个含 hh 个顶点的连通图 HH 对应的函数 fH(t)f_H(t):若 h2h\leq 2 问题可在多项式时间内求解;若 h3h\geq 3,当 HH 为团时 fH(t)=2Θ(t)f_H(t) = 2^{\Theta(t)},否则 fH(t)=2Θ(th2)f_H(t) = 2^{\Theta(t^{h-2})}

关键词

引用

@article{arxiv.2004.08324,
  title  = {Hitting forbidden induced subgraphs on bounded treewidth graphs},
  author = {Ignasi Sau and Uéverton S. Souza},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2004.08324},
  year   = {2022}
}

备注

26 pages, 3 figures