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s-Club 聚类边删除问题的参数复杂度:直径限制是否必要?

离散数学 2025-11-04 v4 数据结构与算法

摘要

我们研究s-Club 聚类边删除问题的参数化与核化复杂度,这是一种距离约束化的聚类边删除问题。给定图 G=(V,E)G = (V, E) 和整数 k,sk, s,目标是删除至多 kk 条边,使得结果图中每个连通分支的直径至多为 ss。这捕获了一类介于聚类与连通性控制之间的距离约束图修改问题。我们证明当 s=2s=2 时,该问题在分裂图上已是 NP-hard,弥合了 s=1s=1s=3s=3 的多项式可解情况之间的差距。针对该情形我们给出一个 cubic 顶点核,首个针对分裂图上 2-Club 聚类边删除问题的多项式核。结构上,我们指出该问题在以路径宽或支配树宽为参数时是 W[1]-hard,这表明直径限制s对固定参数可解性至关重要。相反,若以树深、邻域多样性或聚类顶点删除数为参数,问题是 FPT。最后,我们设计了一个 FPT 近似方案,对排除长诱导环的图,运行时间为 f(k,1/ϵ)nO(1)f(k, 1/\epsilon) \cdot n^{O(1)},输出解大小至多为 kk,且各连通分支直径至多为 (1+ϵ)s(1 + \epsilon) \cdot s。我们还引入有向变体 s-Club 聚类弧删除,证明其即使在有向无环图上,以 kk 为参数也是 W[1]-hard。

关键词

引用

@article{arxiv.2510.07065,
  title  = {Parameterized Complexity of s-Club Cluster Edge Deletion: When Is the Diameter Bound Necessary?},
  author = {Ajinkya Gaikwad},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2510.07065},
  year   = {2025}
}