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通过双胞胎覆盖实现强冲突免除顶点连通:核化与色彩边界

离散数学 2026-05-14 v1 数据结构与算法

摘要

连通图 GG 的顶点着色称为强冲突免除顶点连通着色,当且仅当每两个不同顶点之间存在一条shortest path(最短路径),该路径上某种颜色恰好出现一次。该着色中颜色数的最小值称为强冲突免除顶点连通数 svcfc(G)\operatorname{svcfc}(G)。我们在参数化双胞胎覆盖方面研究此问题。设 XXGG 的大小为 tt 的双胞胎覆盖,kk 为目标颜色数。在我们的第一个结果中,给定 (G,k)(G,k) 以及一个双胞胎覆盖 XX,我们在多项式时间内将其化简为至多 \max\{2,t+(t+1)k2^{t+k-1\} 个顶点的等价标注实例。因此,标注版本的强冲突免除顶点连通数问题——即双胞胎覆盖作为输入的一部分——相对于 t+kt+k 可固定参数可解。利用这一界限,我们随后获得一种以 tc(G)+k\operatorname{tc}(G)+k 为参数的核;特别地,对于固定的每个 kk,问题仅以双胞胎覆盖数为参数即可固定参数可解。在我们的第二个结果中,我们证明每个连通图 GG(具有大小为 tt 的双胞胎覆盖 XX)满足 χ(G)svcfc(G)χ(G)+t\chi(G)\le \operatorname{svcfc}(G)\le \chi(G)+t。更一般地,若 YXY\subseteq X 至少包含长度为 33 的最短路径的每一条,则 svcfc(G)χ(G)+Y\operatorname{svcfc}(G)\le \chi(G)+|Y|。我们还推导了有界双胞胎覆盖数图的色数的精确表达式:对于每个 G[X]G[X] 的proper着色 φ\varphi,将 φ\varphi 扩展到整个 GG 所需的最小颜色数为 Kφ=maxSX(φ(S)+m(S))K_\varphi=\max_{S\subseteq X}(|\varphi(S)|+m(S)),因此 χ(G)=minφ proper on G[X]Kφ\chi(G)=\min_{\varphi\text{ proper on }G[X]} K_\varphi。我们的结果首次提供了双胞胎覆盖是强冲突免除顶点连通有用参数的证据,表明一旦双胞胎覆盖固定,剩余难度集中在色数之上的一个有限增量边界内。

关键词

引用

@article{arxiv.2605.13299,
  title  = {Strong Conflict-Free Vertex-Connection via Twin Cover: Kernelization and Chromatic Bounds},
  author = {Samuel German},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2605.13299},
  year   = {2026}
}

备注

Accepted to COCOON 2026; to appear in Springer LNCS