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部分化的代价:有界树宽图上部分广义支配集的复杂性

数据结构与算法 2026-03-18 v2 计算复杂性

摘要

对于非负整数的固定集合 σ,ρ\sigma, \rho,由 Telle [Nord. J. Comput. 1994] 提出的 (σ,ρ)(\sigma, \rho)-支配框架刻画了许多经典的图问题。对于图 GG(σ,ρ)(\sigma,\rho)-集是顶点集 SS,满足对于每个 vV(G)v\in V(G),(1) 若 vSv \in S,则 N(v)Sσ|N(v) \cap S| \in \sigma,且 (2) 若 vSv \notin S,则 N(v)Sρ|N(v) \cap S| \in \rho。我们发起对该问题一种自然部分变体 (σ,ρ)(\sigma,\rho)-MinParDomSet 的研究,其中由 σ,ρ\sigma, \rho 给出的约束无需对所有顶点满足,而是要求寻找一个大小至多为 kk 的集合,使得满足上述 (1) 或 (2) 的顶点数量最大化。我们的目标是理解 (σ,ρ)(\sigma,\rho)-MinParDomSet 是否能与非部分版本在相同的运行时间内求解,或者它是否严格更难。形式上,我们考虑非空有限或简单余有限集合 σ\sigmaρ\rho(简单余有限集合形如 Zc\mathbb{Z}_{\geq c}),并试图确定最小的常数 cσ,ρc_{\sigma,\rho},使得在给定宽度为 twtw 的树分解时,存在一个 cσ,ρtwnO(1)c_{\sigma,\rho}^{tw}\cdot n^{O(1)} 时间的算法。在 Primal Pathwidth Strong Exponential Time Hypothesis 下,我们对每个此类固定的 σ\sigmaρ\rho 获得了关于 cσ,ρc_{\sigma,\rho} 的匹配上下界,并确定了部分问题是否比非部分变体更难。对于某些集合 σ\sigmaρ\rho,更一般的 (σ,ρ)(\sigma,\rho)-MinParDomSet 与非部分特例具有相同的复杂性(例如 Dominating Set),而对于其他选择,部分版本显著更难(例如 Perfect Code)。

关键词

引用

@article{arxiv.2506.01645,
  title  = {The Price of Being Partial: Complexity of Partial Generalized Dominating Set on Bounded-Treewidth Graphs},
  author = {Jakob Greilhuber and Dániel Marx},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2506.01645},
  year   = {2026}
}

备注

Abstract shortened; adds a lower bound for the nonpartial problem and improves exposition