The Hardness of Approximating the Threshold Dimension, Boxicity and Cubicity of a Graph
$k$维盒是笛卡尔积$R_1 \times R_2 \times ... \times R_k$,其中每个$R_i$是实数线上的闭区间.图$G$的{ \it boxicity}表示为$\boxi(G)$,是最小整数$k$,使得$G$可以表示为$k$维盒的集合的交集图。$k$维空间中的单位立方体或$k$立方体被定义为笛卡尔积$R_1 \times R_2 \times ... \times R_k$,其中每个$R_i$是$[a_i,a_i + 1]$形式的实直线上的闭区间. $G$的{ \it立方度}表示为$\cub(G)$,是最小整数$k$,使得$G$可以表示为$k$立方的集合的交集图。图$G(V,E)$的{ \it阈值维数}是使得$E$可以被$G$的$k$阈值生成子图覆盖的最小整数$k$。在本文中,我们将表明,不存在多项式时间算法来近似的阈值尺寸的图上的$n$顶点的一个因素为$O(n^{0.5-ε})$的任何$ε>0$,除非$NP=ZPP$。从这个结果中,我们将表明,不存在多项式时间算法来近似的盒度和立方度的图的$n$顶点与因子$O(n^{0.5-ε})$的任何$ ε>0$,除非$NP=ZPP$。事实上,所有这些硬度的结果,即使是一个高度结构化的一类图,即分裂图。我们还将证明,它是NP-完全的,以确定是否一个给定的分裂图的boxicity最多为3。
2010-05-17 math.CO math.GN
Parameterized and Approximation Algorithms for Boxicity
图$G(V,$的盒性$E)$,记为$box(G)$,是使$G$可以表示为$\mathbb{R}^k$中轴平行盒的交图的最小整数$k$。计算盒性的问题是不可近似的,甚至对于图类,如二分图,共二分图和分裂图内的$O(n^{1 - ε})$ -因素,任何$ε>0$在多项式时间,除非$NP=ZPP$。我们给FPT近似算法计算图的boxicity,其中使用的参数是给定的图的顶点或边编辑距离从有界boxicity的图的家庭。这可以看作是\cite{Adiga2}中讨论的参数化的推广。将同样的思想推广到我们的一个算法中,我们还得到了计算盒度的$O\left(\frac{n\sqrt{\log \log n}}{\sqrt{\log n}}\right)$因子近似算法和计算立方度的$O\left(\frac{n {(\log \log n)}^{\frac{3}{2}}}{\sqrt{\log n}}\right)$因子近似算法。这些似乎是第一个$o(n)$因子近似算法已知的boxicity和cubicity。作为这个结果的结果,一个$o(n)$因子近似算法计算偏序维数的有限偏序集和一个$o(n)$因子近似算法计算分裂图的阈值维数将遵循。
2014-03-05 cs.DM cs.DS math.CO
Boxicity of Line Graphs
图H的盒性,记为box(H),是指最小整数k使得H是R^k中轴平行的k维盒的交图。本文证明了对多重图的线图G,box(G)<= 2Δ(\lceil log_2(log_2(Δ))\rceil + 3)+ 1,其中Δ表示G的最大度.当Δ<= 2(χ- 1)时,对任意色数为χ的线图G,box(G)= O(χlog_2(log_2(χ).对于d维超立方体H_d,我们证明了box(H_d)>=(\lceil log_2(log_2(d))\rceil + 1)/2.寻找盒(H_d)的一个非平凡下界的问题,在[L.苏尼尔·穆兰和纳文·西瓦达桑超立方体图的立方性。离散数学,308(23):5795-5800,2008]。上述结果是我们得到的完全细分图(一个图,可以通过细分一个图的每一个边缘正好一次)的盒性的界限的后果。
2010-09-22 cs.DM math.CO
Cubicity of interval graphs and the claw number
设$G(V,E)$是一个简单的无向图,其中$V$是顶点集,$E$是边集。$b$维立方体是笛卡尔积$I_1\times I_2\times...\times I_b$,其中每个$I_i$是实数线上单位长度的闭区间. $G$的\emph{cubicity},用$\cub(G)$表示,是最小正整数$b$,使得$G$中的顶点可以以这样的方式映射到轴平行的$b$维立方体,即当且仅当它们所分配的立方体相交时,两个顶点在$G$中相邻。假设$S(m)$表示$m+1$节点上的星图。定义图的\emph{claw number} $ψ(G)$为最大正整数$m$,使得$S(m)$是$G$的导出子图.可以很容易地证明任何图的立方度至少是$\ceil{\log_2ψ(G)}$。在本文中,我们证明了,对于一个区间图$G$ $\ceil{\log_2ψ(G)}\le\cub(G)\le\ceil{\log_2ψ(G)}+2$。到目前为止,我们无法找到任何区间图与$\cub(G)>\ceil{\log_2ψ(G)}$。我们还证明了,对于一个区间图$G$,$\cub(G)\le\ceil{\log_2α}$,其中$α$是$G$的独立数。因此,在$ψ(G)=α$的特殊情况下,$\cub(G)$就是$\ceil{\log_2α}$。立方体的概念可以通过考虑盒子而不是立方体来推广。$b$维盒是笛卡尔积$I_1\times …
2009-03-06 math.CO
Structural parameterizations for boxicity
图$G$的盒度是最小整数$d$,使得$G$具有轴对齐的$d$维盒的相交模型。盒性是判定给定图$G$在最多$d$处是否具有盒性的问题,对于每个固定的$d \ge 2$,盒性是NP-完全的。我们表明,盒性是固定参数听话时,由输入图的簇顶点删除数参数化。这推广了Adiga等人的结果,盒性在顶点覆盖数中是固定参数可处理的。此外,我们还证明了当输入图的路径宽度参数化时,盒性允许一个加性$1$ -近似。最后,我们提供的证据支持Adiga等人的猜想,即当用树宽参数化时,盒性仍然是NP完全的。
2014-02-20 math.CO
Local Boxicity and Maximum Degree
图$G$的\emph{local boxicity},用$lbox(G)$表示,是最小正整数$l$,使得$G$可以使用$k$(,其中$k \geq l$,)区间图的交集来获得,其中$G$的每个顶点在这些区间图的至多$l$中出现为非泛顶点。设$G$是一个在$n$顶点上有$m$边的图。令$Δ$表示$G$中顶点的最大度。我们证明,(i)$lbox(G) \leq 2^{13\log^{*}Δ} Δ$。存在具有$Ω(\fracΔ{\logΔ})$的局部盒性的最大度$Δ$的图。(ii)$lbox(G) \in O(\frac{n}{\log{n}})$。在$n$顶点上存在局部盒度为$Ω(\frac{n}{\log n})$的图。(iii)$lbox(G) \leq (2^{13\log^{*}{\sqrt{m}}} + 2 )\sqrt{m}$。存在具有局部盒度为$Ω(\frac{\sqrt{m}}{\log m})$的$m$边的图。(iv)$G$的局部有价性至多为其\emph{product dimension}。这种联系有助于我们证明\emph{Kneser graph} $K(n,k)$的局部盒性至多为$\frac{k}{2} \log{\log{n}}$。由于局部盒性与局部维数之间的联系,上述结果可以推广到偏序集的\emph{local dimension}。最后,我们证明了一个图的…
2022-01-25 cs.DM math.CO
Geometric Graph Representations via Compact SAT Encodings
Indian Institute of Science(印度科学学院);New York University Abu Dhabi(纽约大学阿布扎比分校)
该研究针对图的盒维数和立方维数提出紧凑SAT编码及可验证精确求解器,通过序编码规避网格瓶颈,实验显示其求解率更高,还推翻了Kneser图盒维数的相关猜想。
2026-10-16 cs.CG cs.DM cs.DS
Boxicity and Treewidth
在这篇文章中,我们将树宽和盒性这两个看似无关的概念联系起来。我们的主要结果是,对任意图G,盒度(G)<=树宽(G)+ 2.我们还证明了这个上界是(几乎)紧的。我们的结果导致各种有趣的后果,如边界盒的许多众所周知的图形类,如弦图,圆弧图,AT-免费的图形,co-可比图等,我们所有的边界被证明是紧到小常数因子。我们的结果是一个算法的后果是一个线性时间算法来构建一个框表示的有界树宽的图在一个空间中的恒定尺寸。我们还显示了许多结构的结果。特别地,我们证明了,如果一个图的盒度是b >= 3,则存在一个长度至少为b-3的简单圈以及一个长度至少为(log(b-2)到基Delta)+2的诱导圈,其中Delta是它的最大度。另一个结构上的推论是,对任何固定的可平面图H,存在一个常数c(H),使得如果boxicity(G)>= c(H),则H是G的子图.
2005-05-25 math.CO
Representability and boxicity of simplicial complexes
设$X$是顶点集$V$上的单纯复形.如果$X$同构于$\mathbb{R}^d$中的一个凸集族的神经,则称$X$是$d$ -可表示的.我们定义$X$的$d$ -盒性为最小$k$,使得$X$可以写成$k$-可表示的单纯复形的交集.这推广了由Roberts定义的图的盒性的概念。$X$的缺失面是一组$τ\subset V$,使得$τ\notin X$但对于任何$σ\subsetneq τ$的$σ\in X$。本文证明了在$n$顶点上的单纯复形的$d$盒性至多为$\left\lfloor\frac{1}{d+1}\binom{n}{d}\right\rfloor$ .边界是尖锐的:一个单复形的$d$ -盒性,其缺失面的集合形成一个Steiner $(d,d+1,n)$ -系统,该单复形的$d$-盒性正好是$\frac{1}{d+1}\binom{n}{d}$。
2020-08-23 math.CO
Cubicity, Degeneracy, and Crossing Number
定义一个$k$ -盒$B=(R_1,...,R_k)$为笛卡尔积$R_1\times R_2\times ...\times R_k$,其中每个$R_i$为实数线上的闭区间.如果每个$R_i$都是一个单位长度的区间,我们称$B$为$k$ -cube。图$G$的盒性,记为$\boxi(G)$,是最小整数$k$,使得$G$是$k$ -盒的交图。类似地,$G$的立方度,表示为$\cubi(G)$,是最小整数$k$,使得$G$是$k$ -立方的交集图。它在[L]中显示。放大图片创作者:Sunil Rupran,Mathew C. Francis和Naveen Sivadasan:将图表示为轴平行立方体的交集。MCDES-2008,IISc Centenary Conference,available at CoRR,abs/cs/ 0607092,2006.]即,对于具有最大度$Δ$,$\cubi(G)\leq \lceil 4(Δ+1)\log n\rceil$的图$G$。本文证明了,对于$k$ -退化图$G$,$\cubi(G) \leq (k+2) \lceil 2e \log n \rceil$ .由于$k$最多是$Δ$,并且可以低得多,因此这显然是一个更强的结果。这个界限很紧.我们还给出了一个有效的确定性算法,运行在$O(n^2k)$时间输出一个$8k(\lceil 2.42 \…
2012-01-30 cs.DM math.CO
Boxicity of Halin Graphs
一个k维盒子是笛卡儿积R_1 x R_2 x.其中每个R_i是实直线上的一个闭区间。图G的盒度(box(G))是指G是k维盒集合的交图的最小整数k。Halin图是指取一棵没有2度顶点的树,然后将其叶子连接成一个圈,使得图有一个平面嵌入。证明了:若G是一个与K_4不同构的Halin图,则box(G)=2.事实上,我们证明了更强的结果:如果G是一个由任意树的叶子连接成一个简单圈的可平面图,则box(G)=2,除非G同构于K_4(此时它的盒度为1)。
2007-11-09 math.CO
Boxicity and Poset Dimension
设$G$是一个简单的、无向的、有限的图,其顶点集为$V(G)$,边集为$E(G)$。$k$维盒是闭区间$[a_1,b_1]\times [a_2,b_2]\times...\times [a_k,b_k]$的笛卡尔积. $G$,$\boxi(G)$的{ \it boxicity}是最小整数$k$,使得$G$可以被表示为$k$维盒的相交图,即每个顶点被映射到$k$维盒,并且当且仅当它们对应的盒相交时,两个顶点在$G$中相邻.设$\poset=(S,P)$是偏序集,其中$S$是基集,$P$是$S$上的自反、反对称和传递的二元关系。$\poset$,$\dim(\poset)$的维数是最小整数$t$,使得$P$可以表示为$t$总阶数的交集。令$G_\poset$为$\poset$的\emph{underlying comparability graph},即$S$为顶点集,且两个顶点相邻当且仅当它们在$\poset$中可比较。具有相同基础可比图的偏序集具有相同的维数是众所周知的事实。本文的第一个结果将偏序集的维数与其基础相似图的盒性联系起来。特别地,我们证明了对于任意偏序集$\poset$,$\boxi(G_\poset)/(χ(G_\poset)-1) \le \dim(\poset)\le 2\boxi(G_\poset)$,其中$χ(G_\poset)$是$G_\poset$和$χ…
2010-03-11 math.CO
On the Boxicity of Kneser Graphs and Complements of Line Graphs
轴平行$d$维盒是笛卡尔积$I_1\times I_2\times \dots \times I_b$,其中$I_i$是实直线的封闭子区间。对于图$G = (V,E)$,$boxicity \ of \ G$,记作$\text{box}(G)$,是最小维数$d$,使得$G$是$\mathbb R^d$中$d$维盒族$(B_v)_{v\in V}$的交图.令$k$和$n$是两个正整数,使得$n\geq 2k+1$。$Kneser \ graph$ $Kn(k,n)$是顶点集由大小为$k$的$\{1,2,\dots,n\}$的所有子集给出的图,其中两个顶点相邻,如果它们对应的$k$ -集不相交。在本文中,我们导出了$\text{box}(Kn(k,n))$的一般上界,以及在$n\ge 2k^3-2k^2+1$情况下的下界,该下界与$Θ(k^2)$的加性因子的上界相匹配。我们的第二个贡献是提供上界和下界的boxicity的补充线图的任何图$G$,并作为一个推论,我们得出,$\text{box}(Kn(2,n))\in \{n-3, n-2\}$的每一个$n\ge 5$。
2021-05-06 math.CO
Local and Union Boxicity
图$H$的盒度$\operatorname{box}(H)$是最小整数$d$,使得$H$是$d$区间图的交集,或者等价地,$H$是$\mathbb{R}^d$中轴对齐盒的交图。这些交集表示可以被解释为覆盖$H$的补图$H^c$与余区间图的表示,即区间图的补图。我们遵循最近的全局,局部和折叠覆盖数框架(Knauer和Ueckerdt,离散数学339(2016))来定义两个新参数:局部盒性$\operatorname{box}_\ell(H)$和$H$的并盒性$\overline{\operatorname{box}}(H)$。$H$的并盒度是最小的$d$,使得$H^c$可以被余区间图的点不交并$d$覆盖,而$H$的局部盒度是最小的$d$,使得$H^c$可以被余区间图覆盖,最多在每个顶点都有$d$.我们表明,对于每一个图$H$,我们有$\operatorname{box}_\ell(H) \leq \overline{\operatorname{box}}(H) \leq \operatorname{box}(H)$,这些不等式中的每一个可以是任意远。此外,我们还表明,当地和工会boxicity的特点是相交表示适当的轴对齐的盒子在$\mathbb{R}^d$。我们证明了一些引人注目的例子,在某种意义上,局部盒性是一个更好的指示图的复杂性,比经典的盒性。
2016-09-29 cs.CG cs.DM math.CO
A Constant Factor Approximation Algorithm for Boxicity of Circular Arc Graphs
图$G(V,E)$的盒性是使$G$可以表示为$\mathbf{R}^k$中$k$维轴平行矩形的交图的最小整数$k$。等价地,它是顶点集$V$上使得它们的边集的交是$E$的区间图的最小数目。已知盒性不能被近似,即使对于像二分图、共二分图和分裂图这样的图类低于$O(n^{0.5 - ε})$ -因子,对于任何$ε>0$在多项式时间内,除非$NP=ZPP$。到目前为止,还没有一个众所周知的图类的无界boxicity,甚至一个$n^ε$因子近似算法计算boxicity是已知的,任何$ε<1$。本文研究了圆弧图--圆弧交图的盒性问题。我们给出了一个计算任意圆弧图盒度的$(2+\frac{1}{k})$ -因子多项式时间近似算法以及相应的盒表示,其中$k \ge 1$是它的盒度.对于正态圆弧(NCA)图,在给定NCA模型的情况下,该算法可以改进为一个加性2因子近似算法。在这两种情况下,近似计算盒性的算法的时间复杂度都是$O(mn+n^2)$,在$O(mn+kn^2)= O(n^3)$时间中,我们还得到了它们相应的盒表示,其中$n$是图的顶点数,$m$是其边数。加性2因子算法直接适用于任何真圆弧图,因为计算它的NCA模型可以在多项式时间内完成。
2011-02-08 cs.DM cs.DS math.CO
The boxicity of the compressed zero divisor graph of the ring of integers modulo N
Indian Institute of Science(印度科学学院)
该研究确定了模N整数环的压缩零因子图的精确盒维数,解答了相关开放问题,给出了盒维数为a-1、0或a的不同条件。
2026-08-25 cs.DM math.CO
Unit Hypercube Visibility Numbers of Trees
图$G$的可见性表示是将$G$的顶点分配给几何对象,使得顶点相邻,当且仅当它们对应的对象彼此“可见”,即它们之间存在不间断的通道,通常是轴对齐的。根据所使用的对象和可见性定义,并非所有图形都是可见性图形。在这种情况下,可以通过允许顶点被分配给多于一个对象来获得图$G$的可见性表示。图$G$的{ \it可见性数}是最小$t$,使得$G$具有其中每个顶点被分配至多$t$对象的表示。本文研究了在$\mathbb{R}^n$中顶点被赋给单位超立方体时树的可见数。我们使用两种不同的模型的可见性:当视线可以平行于任何标准的基向量的$\mathbb{R}^n$,和当视线只平行于$n$的$\mathbb{R}^n$的第th标准基向量。我们建立这些可见性模型之间的关系,并与一定的立方值的树木连接。
2016-09-04 math.CO
Graph Products Revisited: Tight Approximation Hardness of Induced Matching, Poset Dimension and More
图积是图论和理论计算机科学中一个有着广泛应用的基本工具。它通常以$f(G*H)$的形式进行研究,其中$G$和$H$是图,* 是图的乘积,$f$是图的性质。例如,如果$f$是独立数,* 是析取乘积,则已知乘积是乘法的:$f(G*H)=f(G)f(H)$。本文研究了以下非标准形式的图积:$f((G\oplus H)*J)$其中$G$,$H$和$J$是图,$\oplus$和 * 是两个不同的图积,$f$是图的一个性质.证明了如果$f$是诱导匹配数和半诱导匹配数,则对于某些乘积$\oplus$和 *,它是次可加的,即$f((G\oplus H)*J)\leq f(G*J)+f(H*J)$ .而且,当$f$是偏序集维数时,它几乎是次可加的.作为这一结果的应用(这里只需要$J=K_2$),我们得到了离散数学和计算机科学中各种问题的紧逼近困难:二部诱导匹配和半诱导匹配(也称为半诱导匹配)。最大扩展序列),偏序集维数,系数为0/1的最大可行子系统,单位需求最小购买和单一定价,捐赠中心选址,盒度,立方度,阈值维数和独立包装。
2014-10-18 cs.CC cs.DM cs.DS
(c-)AND: A new graph model
在本文中,我们研究了以下图模型的范围:每个顶点被分配给度量空间中的一个盒子和属于该盒子的代表元素。两个顶点被一条边连接当且仅当其各自的盒包含相反的代表元素。我们把我们的研究集中在与顶点相关的盒子(因此代表元素)在欧几里得线上传播的情况下。我们给这两个,组合和交叉表征的模型。基于这些特征,我们确定包含模型的图族(e。例如,在一个实施例中,boxicity 2 graphs)和新模型包含的其他图形(e.例如,在一个实施例中,根定向路径)。我们还研究了特定的情况下,每个代表性的元素是其各自的盒子的中心。在这种特殊的情况下,我们提供建设性的表示区间,块和外平面图。最后,我们表明,一般和特定的模型是不等价的,通过构建一个图形的家庭,分开这两种情况。
2013-10-01 cs.DM math.CO