The Complexity of Color-constrained Paths in Semicomplete Multipartite Digraphs
Goethe University Frankfurt(法兰克福歌德大学)
研究半完全多部有向图中具有颜色约束的路径问题,利用Schaefer二分法定理对几乎所有问题进行了复杂性分类,并探讨了独立数2时的拟哈密顿路径问题。
2026-06-26 cs.DM math.CO
Arc-disjoint Strong Spanning Subdigraphs of Semicomplete Compositions
有向图$D=(V,A)$的强弧分解是将其弧集$A$分解为两个不相交的子集$A_1$和$A_2$,使得生成子有向图$D_1=(V,A_1)$和$D_2=(V,A_2)$都是强的。设$T$是一个有向图,$t$是$u_1,\dots , u_t$的顶点,$H_1,\dots H_t$是一个有向图,$H_i$是$u_{i,j_i},\ 1\le j_i\le n_i.$的顶点.则合成图$Q=T[H_1,\dots , H_t]$是一个有向图,其顶点集$\cup_{i=1}^t V(H_i)=\{u_{i,j_i}\mid 1\le i\le t, 1\le j_i\le n_i\}$和弧集\[ \left(\cup^t_{i=1}A(H_i) \right) \cup \left( \cup_{u_iu_p\in A(T)} \{u_{ij_i}u_{pq_p} \mid 1\le j_i\le n_i, 1\le q_p\le n_p\} \right). \].当$T$是一个半完全有向图且每个$H_i$是一个任意有向图时,我们得到了有向图合成图$Q=T[H_1,\dots H_t]$具有强弧分解的一个特征.我们的刻画推广了Bang-Jensen和Yeo(2003)对具有强弧分解的半完全有向图的刻画,并解决了Sun,Gutin和Ai(2018)关于有向图合成$Q=T[H_1,\dots …
2019-03-28 cs.DM math.CO
Minimum Cost Homomorphisms to Semicomplete Bipartite Digraphs
对于有向图$D$和$H$,如果$uv\in A(D)$蕴涵$f(u)f(v)\in A(H).$,则映射$f: V(D)\dom V(H)$是$D$到$H$的同态。此外,如果每个顶点$u \in V(D)$与代价$c_i(u), i \in V(H)$相关联,则同态$f$的代价是$\sum_{u\in V(D)}c_{f(u)}(u)$。对于每个固定有向图$H$,我们有{ \em最小代价同态问题} $H$。问题是,对于一个输入图$D$与成本$c_i(u),$ $u \in V(D), i\in V(H)$,是否存在一个同态$D$到$H$,如果存在,找到一个最小的成本。最小费用同态问题包含(或相关)许多研究良好的优化问题。本文描述了半完全多部有向图$H$的最小费用同态问题的二分法。这解决了一个开放的问题,从早期的文件。为了得到本文的二分法,我们引入并研究了有向图的$k$-Min-Max序这一新概念。
2006-08-25 cs.CC cs.DM
Polynomial Algorithms for Minimum Degree Partitions in Semicomplete Digraphs
School of Mathematics, Shandong University(山东大学数学学院)
研究半完全有向图的度约束二划分问题,通过小度证书、最小核、闭包和保护集论证以及确定性通用染色与单调重染等方法,解决了相关猜想,给出固定度阈值下的多项式时间算法。
2026-07-07 cs.DM math.CO
Extended Path Partition Conjecture for Semicomplete and Acyclic Compositions
设$D$是一个有向图,$λ(D)$表示$D$的最长路上的顶点数。对于$D$的一对顶点不相交的导出子有向图$A$和$B$,我们说$(A,B)$是$D$的一个划分,如果$V(A)\cup V(B)=V(D).$路划分猜想(PPC)指出,对于每个有向图$D$和每个整数$q$,其中$1\leq q\leqλ(D)-1$,存在$D$的一个划分$(A,B)$使得$λ(A)\leq q$和$λ(B)\leqλ(D)-q.$令$T$是具有顶点集$\{u_1,\dots, u_t\}$的有向图并且对于每个$i\in [t]$,设$H_i$是顶点集为$\{u_{i,j_i}\colon\, j_i\in [n_i]\}$有向图。$T$和$H_1,\ldots, H_t$的{ \em合成} $Q=T[H_1,\dots , H_t]$是一个顶点集$\{u_{i,j_i}\colon\, i\in [t], j_i\in [n_i]\}$和弧集$$A(Q)=\cup^t_{i=1}A(H_i)\cup \{u_{i,j_i}u_{p,q_p}\colon\, u_iu_p\in A(T), j_i\in [n_i], q_p\in [n_p]\}.$$的有向图。我们说$Q$是无圈的{(分别是半完全的)},如果$T$是无圈的{(分别是半完全的)}。本文利用Bang-Jensen,Nielsen和Yeo(20…
2021-11-18 cs.DM math.CO
The Path Partition Conjecture and 3-(quasi-)Transitive Digraphs
Jadavpur University(贾达普大学);University of Victoria(维多利亚大学)
本文针对3-传递和3-拟传递有向图,引入半无环有向图概念刻画其结构,并将路划分猜想的成立范围推广至扩展半无环有向图类。
2026-10-14 cs.DM math.CO
Disimplicial arcs, transitive vertices, and disimplicial eliminations
在这篇文章中,我们处理的问题,找到一个有向图的双单弧,并认识到一些有趣的图类定义它们的存在。一个有向图的字典是一对顶点集$V \to W$,使得对于每个$v \in V$和$w \in W$,$v \to w$是一条弧。当$N^-(w) \to N^+(v)$是diclique时,弧$v \to w$是双单的。我们发现,寻找双单弧的问题是等价的,在时间和空间复杂度,定位的传递顶点。从而得到了求二部图的双单边的一个有效算法。然后,我们开发了简单的算法来建立双单消除计划,它可以用来产生双单消除计划的二部图。最后,我们研究了两类与完全双单消去有向图相关的图,即弱双团不可约有向图和双团不可约有向图。前者与有限偏序集相关联,而后者对应于Dedekind完全有限偏序集。
2014-03-07 cs.DM
On the existence and number of $(k+1)$-kings in $k$-quasi-transitive digraphs
设$D=(V(D), A(D))$是一个有向图,$k \ge 2$是一个整数.我们说$D$是$k$ -拟传递的,如果对于$D$中的每个有向路$(v_0, v_1,..., v_k)$,则有$(v_0, v_k) \in A(D)$或$(v_k, v_0) \in A(D)$。显然,2-拟传递有向图是通常意义上的拟传递有向图。Bang-Jensen和Gutin证明了一个拟传递有向图$D$有3-王当且仅当$D$有唯一的初始强分支,并且如果$D$有3-王且$D$的唯一初始强分支至少有3个顶点,则$D$至少有3个3-王.本文证明了以下推广:一个$k$ -拟传递有向图$D$有$(k+1)$ -王当且仅当$D$有唯一的初始强分支,并且如果$D$有$(k+1)$ -王,则唯一的初始强分支的所有顶点都是$(k+1)$ -王或$D$中$(k+1)$ -王的个数至少为$(k+2)$ .
2012-07-23 cs.DM math.CO
Modular decomposition of transitive graphs and transitively orienting their complements
图的模分解是图的模的一个标准表示。计算有向图和无向图的模块分解的算法有很大的不同,无向图的情况更简单,有向图的算法通常通过将问题简化为分解无向图来工作。本文证明了传递无圈有向图与其无向图具有相同的强模。这简化了传递有向图的归约,只需要计算强连通分量。此外,我们感兴趣的置换图,其中的图和它的补充是传递定向。这样的图可以间接地表示为给定图的传递闭包。对于非传递图,我们提出了一个线性时间算法,使我们能够识别无素模块w.r.t其传递闭包,这加快了稀疏图的模块分解和传递方向。最后,我们表明,任何传递方向的有向图的补充也传递方向的有向图的传递闭包的补充,使我们能够找到这样的方向(近)线性时间。
2017-10-12 cs.DM math.CO
Towards Transitive-free Digraphs
本文研究 $\ell$-RTVD 问题,在多类有向图上给出多项式可解、NP 难及参数化核与不可处理性结果。
2025-03-13 cs.DM cs.DS math.CO
Seymour's second neighbourhood conjecture for quasi-transitive oriented graphs
Seymour的第二邻域猜想断言,每个定向图都有一个顶点,其第二外邻域至少与它的外邻域一样大。本文证明了该猜想对拟传递定向图成立,它是竞赛图和传递无圈有向图的超类。一个有向图$D$称为拟传递的,是指每一对不同顶点之间的弧$xy,yz$,$x,y,z$,$xz$或$zx$(“或”包括在内)都在$D$中。
2017-11-19 cs.DM math.CO
Perfect Out-forests and Steiner Cycle Packing in Digraphs
本文研究了两类有向图装箱问题的复杂性:完全出森林问题和Steiner圈装箱问题。对于完美出林问题,证明了判定一个给定的强有向图是否包含1-完美出林是NP-困难的。然而,当限制为半完全有向图$D$时,判定$D$是否包含$i$ -完美出森林的问题变为多项式时间可解的,其中$i\in \{0,1\}$。我们还证明了在连通无圈有向图中寻找最大尺寸的0-完美出森林是NP-困难的,在连通有向图中寻找最大尺寸的1-完美出森林是NP-困难的。对于Steiner圈填充问题,当两个$k\geq 2, \ell\geq 1$都是固定整数时,我们证明了在一个欧拉有向图$D$中是否至少存在$\ell$内部不相交的有向$S$圈的问题是NP-完全的,其中$S\subseteq V(D)$和$|S|=k$ .然而,当我们考虑对称有向图的类时,问题变成多项式时间可解的。我们还证明了在给定的有向图$D$中是否至少存在$\ell$弧不交的有向$S$-Steiner圈的问题是NP-完全的,其中$S\subseteq V(D)$和$|S|=k$ .
2022-11-24 cs.DM math.CO
Characterizations and Directed Path-Width of Sequence Digraphs
计算有向图的有向路径宽度是一个NP难问题。即使是最大半度为3的有向图,这个问题仍然很难解决。我们提出了一个分解的输入有向图G=(V,A)的数量k的序列与项目从V,使得(u,v)在A中的当且仅当在一个序列中有一个出现u出现之前出现的V。我们提出了这些有向图的几个图论性质。其中,我们给出了可由k=1序列定义的有向图的禁止子有向图,它是半完全有向图的一个子类。给出了有向图G的分解,给出了一个在时间O(k \cdot(1+N)^k)内计算G的有向路宽的算法,其中N表示最大序列长度.这导致一个XP算法w.r.t. k为有向路径宽度问题。我们的结果改进了Kitsunai等人的算法。大有向路宽的有向图,可以分解为一个小的序列的数量。
2018-11-06 cs.DM cs.DS math.CO
On a Variant of the Minimum Path Cover Problem in Acyclic Digraphs: Computational Complexity Results and Exact Method
本文研究有向无环图上要求每条路径含指定弧子集至少一条弧的最小路径覆盖变体,证明其在一般DAG上强NP难、路径传递闭包DAG上多项式可解,提出两种整数规划与分支切割法,经算例验证有效。
2025-01-16 cs.DM math.OC
Duality pairs and homomorphisms to oriented and unoriented cycles
在有向图的同态序中,对偶对是有向图$(G,H)$的有序对,使得对于任何有向图,$D$,$G\to D$当且仅当$D\not\to H$。$k+1$顶点上的有向路和$k$顶点上的传递竞赛图是对偶对的一个经典例子。路和竞赛图之间的这种关系意味着一个图是$k$ -竞赛图当且仅当它允许一个方向在多于$k$ -顶点上没有有向路。在这项工作中,对于每个无向圈$C$,我们找到一个定向$C_D$和一个定向路径$P_C$,使得$(P_C,C_D)$是一个对偶对。作为结果,我们得到,有一个有限集,$F_C$,使得一个无向图是同态$C$,当且仅当它允许一个$F_C$ -自由定向。作为一个副产品的建议对偶对,我们表明,如果$T$是一棵树的高度最$3$,可以选择一个双$T$的线性大小的$T$的大小。
2020-03-31 cs.DM math.CO
Approximating Transitivity in Directed Networks
我们研究了计算最小等价有向图的问题(也称为计算强传递约简的问题)及其最大目标函数变体,具有两种类型的扩展。首先,我们允许声明一个集合$D\subset E$,并要求一个有效的解决方案$A$满足$D\subset A$(它有时被称为传递约简问题)。在第二个扩展(称为$p$ -ary传递约简),我们有整数边标记,我们认为两条路径是等价的,如果它们有相同的开始,结束和标签模$p$的总和。对于所有的问题,我们建立了:$A\subseteq E$在比率1.5以内的多项式时间最小化,$|E-A|$在比率2以内的多项式时间最大化,MAX-SNP硬度甚至简单循环的长度也限制在5以内。此外,我们相信,组合技术背后的近似算法的最小化版本可能会感兴趣的其他图形连接问题。
2008-09-01 cs.CC cs.DM cs.DS
Linear Index Coding via Graph Homomorphism
已知线性索引码在$\mathbb{F}_q$上的最小广播速率等于基础有向图的$minrank_q$。文[3]证明了对$\mathbb{F}_2$和任意正整数$k$,$minrank_q(G)\leq k$当且仅当存在从图$G$的补图到称为“图族$\{G_k\}$“的特殊无向图族的补图的同态.正如在[2]中所观察到的,通过结合这两个结果,可以将无向图的线性索引编码问题与图同态问题联系起来。在文献[4]中,引入了线性索引编码问题与图同态问题之间的直接联系。与前一种方法相反,直接联系也适用于有向图,并且适用于任何域大小。更确切地说,在[4]中,引入了图族$\{H_k^q\}$,并证明了有向图$G$的标量线性指数是否小于或等于$k$等价于存在从$G$的补图到$H_k^q$的补图的图同态。在这里,我们首先研究了有向图$H_k^q$的结构。类似于[2]关于无向图的结果,我们证明了$H_k^q$是点传递有向图。利用这一点,并应用Hell和Nesetril [5]的一个引理,我们得到了有向图$G$满足$lind_q(G)\leq k$的一类必要条件。特别地,我们得到了关于$lind_q(G)$的新的下界.我们的下一个结果是关于有向图的标量线性指标的计算复杂性。对于$k\ge 3$,判定无向图的标量线性指数是否等于$k$是NP完全的,而对于$k=1,2$ [3],判定无向图的标量线性指数是否等于$k…
2014-10-06 cs.DM cs.IT math.IT
Orientations without transitive arcs for cubic graphs and phylogenetic networks
University of Auckland(奥克兰大学)
本文证明三次图不含传递弧的$st$-定向问题为NP完全,解决了Binucci等人的开放问题,并将该结论推广至系统发育网络领域,关联了两个不同的定向研究方向。
2026-09-01 cs.CC cs.DM math.CO
Perfect phylogenies via branchings in acyclic digraphs and a generalization of Dilworth's theorem
受癌症基因组学应用的启发,并遵循Hajirasouliha和Raphael的工作(WABI 2014),Hujdurović et al.(IEEE TCBB,即将出现)介绍了最小无冲突行分割(MCRS)问题:将给定二进制矩阵的每一行拆分为一组行的按位或,使得所得矩阵对应于完美的同构,并且在所有矩阵中具有最小可能的行数与此属性。Hajirasouliha和Raphael也提出了类似问题的研究,其中的任务是最小化所得矩阵的不同行的数量。Hujdurović等人证明了这两个问题都是NP-难的,给出了传递可定向图的相关刻画,并提出了一个基于着色协可比图的MCRS问题的多项式时间启发式算法。我们给出了新的,更透明的配方的两个问题,表明这些问题是等价于两个优化问题的分支在派生的有向无环图。在这些公式的基础上,我们得到了关于这两个问题的新结果,包括:(i)Hujdurović等人通过推广Dilworth定理的有向图中的新的最小-最大结果来加强启发式,这可能是独立的兴趣,(ii)两个问题的APX-硬度结果,(iii)近似算法,和(iv)指数时间算法解决这两个问题的最优性比天真的蛮力方法更快。我们的工作涉及到几个很好的研究概念在组合优化:链分区在偏序集,层状超图,(经典和加权)着色的图形。
2018-01-27 cs.CC cs.DM cs.DS