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重访锦标图上的有向不相交路径问题

数据结构与算法 2025-04-29 v1

摘要

在有向不相交路径问题 (kk-DDP) 中,给定一张有向图 kk 对终点对,目标是找到 kk 条两两顶点不相交的路径,连接每对终点。Bang-Jensen 和 Thomassen [SIAM J. Discrete Math. 1992] 声称 kk-DDP 在锦标图上是NP完全的,此结果激发了一系列关于锦标图及其自然超类的复杂度研究。我们发现其证明存在缺陷,已获作者认可,并提供了新的NP完性证明。在算法方面,Fomin 和 Pilipczuk [J. Comb. Theory B 2019] 提出了针对半完全有向图上边缘不相交版本的固定参数可靠算法,并指出其技术无法作用于顶点不相交版本。我们通过表明允许顶点拥塞 cckk-DDP 在半完全有向图上当 c>k/2c > k/2 时可被固定参数可靠求解,从而克服了这一障碍。该方法基于对边缘不相交版本的相当精心的无关顶点论证,我们证明此 cc 的选择对该技术而言是最佳的,若 ck/2c \leq k/2,则存在无关顶点的反例。我们还证明 kk-DDP 在可划分为 hh 个半完全有向图的有向图上,以 k+hk+h 为参数是 W[1]W[1]-硬的,这表明Chudnovsky、Scott和Seymour [J. Comb. Theory B 2019] 提出的XP算法在本质上是最优的。

关键词

引用

@article{arxiv.2504.19957,
  title  = {Revisiting Directed Disjoint Paths on tournaments (and relatives)},
  author = {Guilherme C. M. Gomes and Raul Lopes and Ignasi Sau},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2504.19957},
  year   = {2025}
}