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多项式时间内求解 $P_5$-free 图上的奇圈横贯问题

数据结构与算法 2024-02-20 v1

摘要

GG 中的独立集是一组两两不相邻的顶点。如果图 GG 的顶点集可以划分为两个独立集,则称 GG 为二分图。在奇圈横贯 (Odd Cycle Transversal) 问题中,输入为一个图 GG 以及一个权重函数 ww(为每个顶点关联一个有理权重),任务是找到 GG 中权重最小的顶点子集 SS,使得 GSG - S 为二分图;SS 的权重为 w(S)=vSw(v)w(S) = \sum_{v\in S} w(v)。我们证明了奇圈横贯问题在不包含 P5P_5(五个顶点的路径)作为诱导子图的图上是多项式时间可解的。此前已知该问题在 P4P_4-free 图上是多项式时间可解的,而在 P6P_6-free 图上是 NP-hard 的 [Dabrowski, Feghali, Johnson, Paesani, Paulusma 和 Rz\k{a}\.zewski, Algorithmica 2020]。Bonamy, Dabrowski, Feghali, Johnson 和 Paulusma [Algorithmica 2019] 曾将 P5P_5-free 图上是否存在多项式时间算法作为一个开放问题提出,随后 Rz\k{a}\.zewski [Dagstuhl Reports, 9(6): 2019] 以及 Chudnovsky, King, Pilipczuk, Rz\k{a}\.zewski 和 Spirkl [SIDMA 2021] 重申了这一问题,后者给出了一种运行时间为 nO(n)n^{O(\sqrt{n})} 的算法。

关键词

引用

@article{arxiv.2402.11465,
  title  = {Odd Cycle Transversal on $P_5$-free Graphs in Polynomial Time},
  author = {Akanksha Agrawal and Paloma T. Lima and Daniel Lokshtanov and Pawel Rzążewski and Saket Saurabh and Roohani Sharma},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2402.11465},
  year   = {2024}
}