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首次适应与末次适应着色的参数化 saga

离散数学 2024-10-29 v1 数据结构与算法

摘要

经典的贪心着色(首次适应)算法按给定顺序考虑输入图 GG 的顶点,并为 GG 中的每个顶点 vv 分配第一个可用的颜色。在 {\sc Grundy Coloring} 问题中,任务是找到一种顶点排序,迫使贪心算法使用尽可能多的颜色。在 {\sc Partial Grundy Coloring} 问题中,任务同样是使用尽可能多的颜色为图着色。然而这一次,我们可以同时选择考虑顶点的顺序以及分配给顶点的颜色。唯一的限制是,如果存在可用颜色,分配给顶点 vv 的颜色必须是先前已用于另一个顶点的颜色。{\sc Grundy Coloring} 和 {\sc Partial Grundy Coloring} 是否存在固定参数可解(FPT)算法,即运行时间为 f(k)n\OO(1)f(k)n^{\OO(1)}(其中 kk 为颜色数)的算法,曾分别被 Zaker 和 Effantin 等人作为开放问题提出。最近,Aboulker 等人(STACS 2020 和 Algorithmica 2022)通过证明该问题是 W[1]-困难的,对 \Grundycol\ 的问题给出了否定回答。对于 {\sc Partial Grundy Coloring},他们在不包含 Ki,jK_{i,j} 作为子图的图(即 Ki,jK_{i,j}-free 图)上获得了 FPT 算法。Aboulker 等人重申了一般图上的 {\sc Partial Grundy Coloring} 是否存在 FPT 算法的问题,并询问 {\sc Grundy Coloring} 在 Ki,jK_{i,j}-free 图上是否存在 FPT 算法。我们给出了 {\sc Partial Grundy Coloring} 在一般图上以及 {\sc Grundy Coloring} 在 Ki,jK_{i,j}-free 图上的 FPT 算法,肯定地解决了这两个问题。我们相信,在获得结果时所使用的关于部分 Grundy 着色的新结构定理以及针对 Ki,jK_{i,j}-free 图的类似“代表族”的集合,可能会有更广泛的算法应用。

关键词

引用

@article{arxiv.2410.20629,
  title  = {Parameterized Saga of First-Fit and Last-Fit Coloring},
  author = {Akanksha Agrawal and Daniel Lokshtanov and Fahad Panolan and Saket Saurabh and Shaily Verma},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2410.20629},
  year   = {2024}
}