Parameterized Complexity of $(A,\ell)$-Path Packing
给定图$G = (V,E)$、$A \subseteq V$以及整数$k$和$\ell$,\textsc{$(A,\ell)$-Path Packing}问题要求找到长度为$\ell$的$k$顶点不相交路径,这些路径的端点在$A$中,内部点在$V \setminus A$中。我们研究了这个问题的参数化复杂性参数$|A|$,$\ell$,$k$,树宽,路径宽度,以及它们的组合。我们提出了尖锐的复杂性对比这些参数。在其他结果中,我们表明,该问题是多项式时间可解时,$\ell \le 3$,而它是NP-完全常数$\ell \ge 4$。我们还证明了该问题是W[1]-hard的路径宽度${}+|A|$参数,而它是固定参数易处理的树宽度${}+\ell$参数。
2020-08-08 cs.DS
Simple Counting and Sampling Algorithms for Graphs with Bounded Pathwidth
本文研究了图的计数和抽样结构问题。我们定义了一类“边通用标签问题”-其中包括适当的$k$ -着色,独立集,和downsets-和描述简单的算法计算和均匀采样的有效标签的图形,假设一个路径分解。因此,我们证明了几个研究得很好的计数和采样问题是固定参数易处理的(FPT)时,输入图的路径宽度参数化。我们讨论了分配格的计数和抽样问题的连接,特别是,我们给出了一个新的FPT算法的准确计数和均匀抽样稳定的匹配。
2020-08-19 cs.DS
Geodetic Set on Graphs of Constant Pathwidth and Feedback Vertex Set Number
本文证明测地集问题在常数路径宽和反馈顶点集数的图上仍为NP难,否定了存在XP算法的可能性。
2025-04-24 cs.CC cs.DS
Edge Geography is XNLP-hard for Pathwidth and in XP for Tree-Partition Width
Western Norway University of Applied Sciences(挪威西部应用科学大学)
研究有向和无向边地理问题,证明其对路径宽度参数化时是XNLP难的,还表明有向边地理问题对树宽和最大度参数化是固定参数可处理的,且二者对树划分宽度参数化在简单图上属于XP类。
2026-07-07 cs.CC cs.DM cs.DS
Ramsey Meets Simultaneous Planarity: Vertex Integrity and Pathwidth
TU Wien(维也纳工业大学);University of Passau(帕绍大学)
该研究针对k个同顶点集图的同时嵌入问题,建立了并图顶点完整性加k参数化的固定参数可处理性,补充了k与并图路径宽度为常数时的NP-难下界,排除了结果向路径/树宽度的推广。
2026-10-14 cs.DS
Parameterized Complexity of 1-Planarity
我们考虑的问题,找到一个1-平面图的一般图,其中1-平面图是一个绘图中,每个边缘参与最多一个交叉。由于这个问题是已知的NP-困难,我们调查的顶点覆盖数,树的深度,圈数的问题的参数化的复杂性。对于这些参数,我们构造固定参数易处理的算法。然而,这个问题仍然是NP-完全的有界带宽,路径宽度,或树宽度的图形。
2013-04-20 cs.DS
Tight Bounds for some Classical Problems Parameterized by Cutwidth
该研究以割宽为参数,通过匹配的上下界确定了哈密顿环、划分为三角形、最大割、诱导匹配等经典图问题的SETH紧参数化复杂度,填补了领域内多个开放问题空白。
2025-02-21 cs.DS
Pathwidth-One Vertex Explosion and Co-Path Problems
Stein Faculty of Computer and Information Science, Ben-Gurion University of the Negev(本-古里安大学内盖夫斯坦计算机与信息科学学院)
本文针对二部图单侧顶点爆炸问题(BOVE)及其推广的受限路径宽度一顶点爆炸问题(restricted POVE),通过建立与 Co-Path Set 和 restricted Co-Path Packing 的双向参数保持归约,改进了相关参数化算法与核。
2026-09-29 cs.DS
Parameterized Complexity of Minimum Membership Dominating Set
给定图$G=(V,E)$和整数$k$,最小成员支配集(MMDS)问题寻求找到$G$的支配集$S \subseteq V$,使得对于每个$v \in V$,$|N[v] \cap S|$至多是$k$。我们研究了该问题的参数化复杂性,并得到了以下关于MMDS的结果:W[1]-由输入图的路宽(从而树宽)参数化的问题的硬度。W[1]-由分裂图上的$k$参数化的硬度。一种在时间上运行的算法$2^{\mathcal{O}(\textbf{vc})} |V|^{\mathcal{O}(1)}$,其中$\textbf{vc}$是输入图的最小顶点覆盖的大小。一个基于ETH的下界,表明前面提到的算法是最优的。
2021-10-13 cs.DS
Kernel Bounds for Structural Parameterizations of Pathwidth
假设AND-蒸馏猜想,确定给定图G的路宽是否至多为k的路宽问题不允许关于k的多项式核化。目前的工作研究存在的多项式核Pathwidth相对于其他结构参数。我们的主要结果是,除非NP是在coNP/聚,Pathwidth承认没有多项式核化,即使当参数化的顶点删除距离的一个集团,给出一个交叉组合从Cutwidth。交叉组合也适用于Treewide,比本作者以前的下限有所改进。对于路径宽度,我们的结果排除了多项式内核相对于距离的各种类的多项式时间可解的输入,如间隔或聚类图。这就引出了一个问题:是否存在路径宽度确实允许多项式核化的非平凡结构参数。为了回答这个问题,我们给出了一组对Pathwidth安全的图归约规则。我们分析这些结果的成功,并获得多项式核化相对于以下参数:图的顶点覆盖的大小,顶点删除距离的图,其中每个连通组件是一个明星,和顶点删除距离的图,其中每个连通组件有最多c个顶点。
2012-07-20 cs.CC cs.DS
Parameterized Algorithms for Book Embedding Problems
图G的k页书嵌入将G的顶点画在一条线上,并将边画在由这条线界定的k个半平面(称为页)上,使得同一页上的两条边不相交。我们研究的问题,确定G是否承认一个k页的书嵌入时,顶点的线性顺序是固定的,称为固定顺序书厚度,或不固定,称为书厚度。这两个问题一般都是NP完全问题。我们表明,固定顺序的书厚和书厚是固定参数易处理的顶点覆盖数的图和固定顺序的书厚是固定参数易处理的顶点顺序的路径宽度参数化。
2019-08-23 cs.DS
Upper Dominating Set: Tight Algorithms for Pathwidth and Sub-Exponential Approximation
上支配集是图的最小支配集。在\textsc{Upper Dominating Set}问题中,目标是找到最大尺寸的上支配集。我们研究了\textsc{Upper Dominating Set}的参数化算法的复杂性,以及它的次指数近似。首先,我们证明,在ETH下,\textsc{$k$-Upper Dominating Set}不能解决时间$O(n^{o(k)})$(改进$O(n^{o(\sqrt{k})})$),并在同一时间,我们表明在相同的复杂性假设下,对于任何恒定比例$r$和任何$\varepsilon > 0$,没有$r$ -近似算法运行在时间$O(n^{k^{1-\varepsilon}})$。然后,我们解决了问题的复杂性参数的路径宽度通过给出一个算法运行的时间$O^*(6^{pw})$(改进当前最好的$O^*(7^{pw})$),和一个下界表明,我们的算法是最好的,我们可以得到的SETH。此外,我们得到一个简单的次指数近似算法这个问题:一个算法,产生一个$r$近似时间$n^{O(n/r)}$,任何所需的近似比$r < n$。最后,我们证明了这种时间近似的权衡是紧密的,直到第二指数中的任意小常数:在随机ETH下,对于任何比例的$r > 1$和$\varepsilon > 0$,没有算法可以输出时间上的$r$近似$n^{(n/r)^{1-\varepsilon}}$。因此,我…
2021-01-19 cs.CC cs.DS
All ascents exponential from valued constraint graphs of pathwidth three
Utrecht University(乌得勒支大学)
研究通过路径宽度参数分析严格局部搜索算法的复杂性,证明在路径宽度为三的加权约束图中,严格局部搜索算法可能需要指数时间。
2026-05-13 cs.DM cs.DS
Abstract Milling with Turn Costs
抽象铣削问题是几何铣削问题的一个自然的、相当普遍的图论模型。给定一个图,我们要求一条以最少圈数覆盖其所有顶点的行走,如图模型中通过每个顶点x处的0/1圈数函数fx所指定的,对于入射在x处的每个有序边对(e,f),给出在边e上进入顶点并在边f上离开的行走在x处的圈数。我们描述的问题的参数化的复杂性的初步研究。本文的主要结果表明,以圈数、树宽和最大次数为参数的抽象铣削是固定参数易处理的,同时也表明,以圈数和路径宽度为参数的抽象铣削对于W[1]是困难的--这是对有界路径宽度的为数不多的参数化难处理结果之一。
2009-12-05 cs.CC cs.CG cs.DS
Structural Parameterizations of the Mixed Chinese Postman Problem
在混合中国邮递员问题(MCPP)中,给定一个加权混合图$G$($G$可以同时有边和弧),我们的目标是找到一个至少遍历每条边和每条弧一次的最小权闭行走.由$G$中的边数或$G$中的弧数参数化的MCPP是固定参数易处理的,如van Bevern {\em et al.} (in出版社)以及Gutin,Jones和Sheng(欧空局,2014年)。在本文中,我们考虑的MCPP的未加权版本。解决van Bevern {\em et al.}的一个未决问题(in press),我们表明,由$G$的(无向)树宽参数化的MCPP是W [1]-hard的。事实上,我们证明了即使是由$G$的路径宽度参数化的MCPP也是W [1]-困难的。在积极的一面,我们表明,未加权的版本的MCPP参数化树的深度是固定参数听话。我们不知道路径宽度和树深度之间的任何自然图参数,因此我们的结果提供了MCPP复杂性的二分法。此外,我们相信MCPP是第一个已知的关于树宽是W [1]-hard但关于树深是FPT的问题。
2015-01-25 cs.CC cs.DS
Track Layouts, Layered Path Decompositions, and Leveled Planarity
我们研究了两种类型的图布局,轨道布局和分层路径分解,以及它们的相关参数轨道数和分层路径宽度之间的关系。我们使用这两种类型的布局来表征水平可平面图,这是没有虚拟顶点的平面水平图的图。它遵循从已知的NP-完全性的平整的轨道数和分层的路径宽度也是NP-完全的,即使是最小的常数参数值,使这些参数非平凡的。我们证明了有界分层路宽的图包括外平面图,Halin图和平方图,但(尽管有界的轨道数)串-平行图不具有有界分层路宽。最后,我们调查这些布局的参数化的复杂性,表明过去的方法用于书籍布局不工作的树宽或几乎树数的参数化的问题,但这个问题是(非均匀)固定参数易处理的树深度。
2018-10-18 cs.DS math.CO
The Primal Pathwidth SETH
本文提出原始路径宽度-强指数时间假设(pw-SETH),证明参数化复杂性中多个细粒度下界问题均与该假设等价,既给出更精确的下界,也提升了既有下界的可信度。
2024-10-07 cs.CC cs.DS
Not All Degree Constraints Are Created Equal when Computing Spanning Trees
Humboldt Universität zu Berlin(柏林洪堡大学);TU Wien(维也纳工业大学);Czech Technical University(捷克理工大学)
本文研究受局部度约束的最小生成树问题,发现指定度最小生成树、有界度最小生成树与度集合最小生成树在有界树深图上的复杂度存在根本差异,前两者固定参数可处理,后者仍W[1]-难。
2026-08-27 cs.DS
Parameterized (Approximate) Defective Coloring
在缺陷着色中,我们给出了一个图$G = (V, E)$和两个整数$χ_d, Δ^*$,并询问我们是否可以将$V$划分为$χ_d$颜色类,以便每个类都导出一个最大度$Δ^*$的图。我们调查的复杂性,这方面的推广着色几个研究良好的图形参数,并表明,该问题是W-硬参数树宽,路径宽度,树深度,或反馈顶点集,如果$χ_d = 2$。正如预期的那样,这个硬度可以扩展到更大的$χ_d$值的这些参数中的大多数,有一个令人惊讶的例外:我们表明,该问题是FPT参数化的反馈顶点集的任何$χ_d \ge 2$,因此2-着色是这个参数的唯一困难的情况。除此之外,我们给出了一个基于ETH的树宽和路径宽度的下界,表明没有算法可以解决$n^{o(pw)}$中的问题,基本上与标准技术获得的算法的复杂性相匹配。我们补充这些结果,考虑问题的逼近性,并表明,相对于$Δ^*$,问题承认一个算法,任何$ε> 0$运行的时间$(tw/ε)^{O(tw)}$,并返回一个解决方案,正是所需的颜色,近似最佳的$Δ^*$内$(1 + ε)$。我们还给出了一个$(tw)^{O(tw)}$算法,该算法在2-逼近$χ_d$的最小值的同时精确地达到了所需的$Δ^*$。我们表明,这是接近最优的,通过建立没有FPT算法可以(在标准假设下)实现一个更好的$3/2$ -近似$χ_d$,即使当一个额外的常数添加剂误差也是允许的。
2018-01-11 cs.CC cs.DS
Everything you always wanted to know about the parameterized complexity of Subgraph Isomorphism (but were afraid to ask)
给定两个图$H$和$G$,子图同构问题询问$H$是否同构于$G$的子图。虽然NP-困难一般,算法存在的各种参数化版本的问题:例如,该问题可以解决(1)在时间$2^{O(|V(H)|)}\cdot n^{O(\tw(H))}$使用的颜色编码技术的阿隆,Yuster,和Zwick;(2)在时间$f(|V(H)|,\tw(G))\cdot n$使用Courcelle定理;(3)在时间$f(|V(H)|,\genus(G))\cdot n$使用的结果,一阶模型检验的弗里克和Grohe;或者(4)使用Matoušek和Thomas的算法,对于连接的$H$,在时间上为$f(\maxdeg(H))\cdot n^{O(\tw(G)})$。这个小样本的结果已经表明,算法依赖于参数的方式是非常重要和微妙的。我们为$H$和$G$中的每一个开发了一个包含10个相关参数的框架(如树宽、路宽、亏格、最大度、顶点数、组件数等),并询问是否存在具有运行时间\[ f_1(p_1,p_2,..., p_\ell)\cdot n^{f_2(p_{\ell+1},..., p_k)} \]的算法,其中每个$p_1,..., p_k$是仅取决于$H$或$G$的10个参数之一。我们表明,{ \em所有}在这个框架中出现的问题回答了一组11个最大的积极的结果(算法)和一组17个最大的消极的结果(硬度证明),其中一些结果已经出…
2013-08-25 cs.CC cs.DS
A Dividing Line for Structural Kernelization of Component Order Connectivity via Distance to Bounded Pathwidth
CISPA Helmholtz Center for Information Security(CISPA亥姆霍兹信息安全中心);Institute for Basic Science (IBS)(基础科学研究院)
本文研究了组件顺序连通性问题,发现当参数为到路径宽度1图的距离时,该问题允许多项式内核化,而到路径宽度2图的距离则不允许。
2026-03-23 cs.CC cs.DS
The Harmless Set Problem
给定一个图$G = (V,E)$,一个阈值函数$t~ :~ V \rightarrow \mathbb{N}$和一个整数$k$,我们研究了无害集问题,目标是找到一个大小至少为$k$的顶点子集$S \subseteq V$,使得每个顶点$v\in V$在$S$中有少于$t(v)$的邻居.我们从参数化复杂性的角度加深了对问题的理解。我们的重点在于测量输入实例的结构属性的参数。我们证明了这个问题是W[1]-hard参数化的相当严格的结构参数,如反馈顶点集的数量,路径宽度,树深度,甚至最小顶点删除集的大小到图的路径宽度和树深度最多为3。在稠密图上,我们证明了该问题是W[1]-硬的,由簇顶点删除数参数化。我们还证明了当用输入图的树宽参数化时,具有多数阈值的无害集问题是W[1]-困难的。本文证明了在有界宽度的图上,无害集问题可以在多项式时间内求解。在积极的一面,我们得到了固定参数算法的问题,就邻域多样性,孪生覆盖和顶点的输入图的完整性。我们表明,由解的大小参数化的问题是固定参数的平面图上听话。因此,我们解决了C中提出的两个悬而未决的问题。Bazgan和M. Chopin(2014)关于{ \sc无害集}的复杂性,该复杂性由输入图的树宽和平面图关于解的大小参数化。
2022-01-26 cs.CC cs.DM cs.DS
Kidney Exchange: Faster Parameterized Algorithms and Tighter Lower Bounds
Indian Institute of Technology Bombay(印度理工学院孟买分校);Indian Institute of Technology Kharagpur(印度理工学院Khargpur分校)
本文提出了一种更高效的肾交换参数化算法,并证明了该问题在路径宽参数下的W[1]-难性。
2025-12-30 cs.AI cs.CC cs.DS
Broadcasting under Structural Restrictions
Kyushu University(九州大学);Hokkaido University(北海道大学);Université Paris-Dauphine, PSL University(巴黎第九大学,巴黎文理研究大学);Université Paris Cité(巴黎西岱大学);Institute of Science Tokyo(东京科学大学);University of Southern Denmark(南丹麦大学);Université Gustave Eiffel(古斯塔夫·埃菲尔大学)
该研究探讨电话广播问题的结构参数化复杂性,证明其在有界树深度图和仙人掌图上仍为NP完全,提出顶点完整性等参数化的FPT算法,将有界路径宽度图的多项式时间近似比从$\text{O}(4^\text{pw})$提升至$\text{O}(\text{pw})$。
2026-10-12 cs.CC cs.DS
Deterministic Single Exponential Time Algorithms for Co-Path Packing and Co-Path Set Parameterized by Treewidth
University of Electronic Science and Technology of China(电子科技大学)
本文针对 treewidth 参数化的 Co-Path Packing 和 Co-Path Set 问题,提出确定性单指数时间算法,解决了此前依赖随机化 Cut & Count 技术的开放问题。
2026-05-19 cs.DS
The Complexity of Connectivity Problems in Forbidden-Transition Graphs and Edge-Colored Graphs
禁止转移图的概念允许图中行走的鲁棒推广。在一个禁止变迁图中,每一对与一个公共顶点关联的边都是允许的或禁止的;如果一条行走上的所有连续边都是允许的,那么这条行走是相容的。禁止转移图及其相关模型在光通信网络、道路网络和生物信息学等领域有着广泛的应用。我们从参数化复杂性的角度开始研究基本的连通性问题,包括深入研究各种图宽度参数的易处理性。在几个结果中,我们证明了当用到线性森林的顶点删除距离参数化时,在禁止变迁图中找到给定端点之间的简单相容路径是W[1]-困难的(因此当用路径宽度或树宽度参数化时也是困难的)。另一方面,我们展示了一个代数技巧,当用树宽参数化找到一个适当着色的Hamilton圈时,它会产生易处理性;适当着色的边着色图中的行走是禁止过渡图中相容行走的最受研究的特殊情况之一。
2020-09-27 cs.DS
A parameterized approximation algorithm for the Multiple Allocation $k$-Hub Center
在多分配$k$ -集线器中心(MA $k$ HC)中,我们给出了一个连接的边加权图$G$,客户端$\mathcal{C}$和集线器位置$\mathcal{H}$的集合,其中${V(G) = \mathcal{C} \cup \mathcal{H}}$,一组需求$\mathcal{D} \subseteq \mathcal{C}^2$和一个正整数$k$。一种解决方案是一组大小为$k$的集线器$H \subseteq \mathcal{H}$,使得每个需求$(a,b)$都由从$a$开始、经过$H$的某个顶点并以$b$结束的路径来满足。我们的目标是最小化的最大长度的路径。我们发现,找到一个$(3-ε)$ -近似已经是NP-困难的平面图。对于任意图,即使我们用$k$和最优解的值$r$作为参数,逼近下界也成立。当参数结合$k$和各种图形宽度(包括路径宽度)时,精确的FPT算法也是不可能的。为了克服这些困难,我们给出了一个以树宽为参数的$(2+ε)$ -近似算法,并且,作为副产品,对于无权平面图,我们给出了一个以$k$和$r$为参数的$(2+ε)$ -近似算法.与经典选址问题相比,计算路径长度依赖于非局部决策。这使得标准的动态规划算法不切实际,因此我们的算法近似这个长度只使用本地信息。我们希望这些想法在具有类似成本结构的其他问题中得到应用。
2022-05-25 cs.DS
Metric Dimension Parameterized by Feedback Vertex Set and Other Structural Parameters
本文研究度量维数的参数化复杂性,证明其以反馈顶点集数加路径宽度为参数时仍为 W[1]-hard,并给出以到 cluster 或 co-cluster 的距离为参数的 FPT 算法。
2023-06-06 cs.CC cs.DM cs.DS
Fine-Grained Complexity of Computing Degree-Constrained Spanning Trees
该研究针对三类度约束下的最小代价生成树计算问题,结合经典图参数给出了不同参数化下的紧复杂度界与算法,完善了该问题的细粒度复杂度研究。
2025-03-19 cs.DS
The inverse Voronoi problem in graphs
引入了图的逆沃罗诺伊图问题:给定一个边长为正数的图$G$和一个$V(G)$的顶点子集的集合$\mathbb{U}$,判定$\mathbb{U}$在最短路径度量下是否是$G$中的沃罗诺伊图.我们表明,这个问题是NP-困难的,即使是平面图的所有边缘有单位长度。我们还研究了该问题的参数化复杂性,并证明了当用Voronoi单元数或图的路宽参数化时,该问题是W[1]-困难的。对于树,我们表明,该问题可以解决在$O(N+n \log^2 n)$时间,其中$n$是树中的顶点数和$N=n+\sum_{U\in \mathbb{U}}|U|$是输入的描述的大小。我们还提供了一个下界的$Ω(n \log n)$时间的树与$n$顶点。
2020-10-03 cs.DS
Globally Minimal Defensive Alliances: A Parameterized Perspective
无向图$G=(V,E)$中的防御联盟是一个非空的顶点集$S$,满足每个顶点$v\in S$在$S$中的邻居(包括它自己)至少与它在$V\setminus S$中的邻居一样多的条件。本文考虑全局极小的概念。我们对最大规模的全球最小防御联盟感兴趣。这个问题是NP难的,但其参数化的复杂性至今仍是一个开放的问题。我们从参数化复杂性的角度增强了对问题的理解,表明全局最小防御联盟问题是由输入图的邻域多样性参数化的FPT。邻域多样性的结果表明,该问题也是由顶点覆盖数参数化的FPT。我们证明了由输入图的顶点覆盖数参数化的问题不允许多项式压缩,除非coNP $\subseteq$ NP/poly。我们证明了该问题是W[1]-难参数化的相当严格的结构参数,如反馈顶点集的数量,路径宽度,树宽度和树深度。我们还证明了,给定一个顶点$r \in V(G)$,判定$G$是否存在包含顶点$r$的任意大小的全局最小防御联盟是NP完全的.
2022-02-04 cs.CC cs.DS
Excluding a Forest Induced Minor
CNRS, ENS de Lyon, Université Claude Bernard Lyon 1, LIP(法国国家科学研究中心、里昂高等师范学校、克洛德·贝尔纳里昂大学);Département d’Informatique, Université libre de Bruxelles(布鲁塞尔自由大学信息学系)
本文提出了诱导极小定理的诱导版本,研究了K_{t,t}-子图自由的H-诱导极小无向图的路径宽度有界条件,揭示了H属于特定森林类的特征。
2025-12-01 cs.DM cs.DS math.CO
Parameterized Complexity of Finding a Maximum Common Vertex Subgraph Without Isolated Vertices
Indian Institute of Technology Kharagpur(印度理工学院卡拉格普尔分校);Max Planck Institute for Informatics(马克斯·普朗克信息学研究所)
本文研究了寻找无孤立顶点的最大公共顶点子图问题,证明其NP难,并在参数h下提供FPT算法,分析了顶点覆盖数、最大度、树深度等结构参数下的参数化结果。
2026-04-28 cs.CC cs.DS
Parameterized Complexity of Directed Traveling Salesman Problem
本文系统研究了有向旅行商问题变体(DWRP)的参数化复杂性,证明了其在解大小、反馈边数和顶点完整性参数下是FPT的,在树宽度下是XP的,并在到常数树深度的距离下是W[1]-困难的。
2025-09-16 cs.DS
Computing the Chromatic Number Using Graph Decompositions via Matrix Rank
计算最小数$q$使得给定图的顶点可以被正确地$q$着色是组合优化中最古老和最基本的问题之一。使用参数化算法的框架对$q$ -着色问题进行了深入研究,从而对基于图结构的几种参数化的最佳可能算法有了很好的理解。虽然有大量的工作,参数化的基础上分解的图的顶点分隔符,几乎没有什么是已知的参数化的基础上的边缘分隔符。我们填补了这一空白,通过研究$q$ -染色参数化的割宽,和参数化的有界度图的路径宽度。我们的研究揭示了利用小边缘分离器的有趣的新方法。我们提出了两种算法$q$ -着色参数化的cutwidth $cutw$:一个确定性的,运行在时间$O^*(2^{ω\cdot cutw})$,其中$ω$是矩阵乘法常数,和一个随机的运行时$O^*(2^{cutw})$。与早期工作形成鲜明对比的是,运行时间独立于$q$。割宽的依赖是最佳的:我们证明,即使3-着色不能解决在$O^*((2-\varepsilon)^{cutw})$时间假设强指数时间假设(SETH)。我们的算法依赖于一个新的秩约束的矩阵,描述兼容的着色。结合用于评估两个多项式的乘积的简单通信协议,这也产生用于$q$的$O^*((\lfloor d/2\rfloor+1)^{pw})$时间随机化算法-在路径宽度$pw$和最大度$d$的图上着色。这样的运行时是由比约克隆德首先获得的,但仅适用于具有很少正确着色的图。我们还证明,这个结果是最佳的…
2018-06-27 cs.CC cs.DS
Edge Deletion to Restrict the Size of an Epidemic
给定一个图$G=(V,E)$,一组禁止子图$\mathcal{F}$,我们研究$\mathcal{F}$ -Free Edge Deletion,目标是删除最少数量的边,使得得到的图不包含任何$F\in \mathcal{F}$作为子图.对于参数treewide,问题是否是FPT的问题仍然是开放的。在这里,我们给出了一个否定的答案,表明问题是W[1]-困难的参数时,树的宽度,这排除了FPT算法在常见的假设。因此,我们给出了Jessica Enright和Kitty Meeks在[Jumica 80(2018)1857-1889]中提出的猜想的解。我们还证明了当以解的大小$k$、反馈顶点集数目或输入图的路宽为参数时,$\mathcal{F}$ -Free Edge Deletion问题是W[2]-困难的.一个特别有趣的特殊情况是$\mathcal{F}$是$h+1$顶点上所有树的集合$\mathcal{T}_{h+1}$的情况,因此我们删除边以获得一个每个组件最多包含$h$顶点的图。从限制疾病在传播网络中传播的观点来看,这是可取的。我们证明了$\mathcal{T}_{h+1}$ -自由边删除问题是固定参数可处理的(FPT)时,参数的顶点覆盖数。我们还证明,它承认一个核与$O(hk)$顶点和$O(h^2k)$边,参数化时,结合参数$h$和解决方案的大小$k$。
2021-02-11 cs.DS
Parameterized Complexity of Path Set Packing
本文研究了Path Set Packing问题的参数化复杂度,证明了其关于点覆盖数等参数的W[1]-困难性,并提出了基于反馈点数与最大度数等参数的FPT算法及一个4-近似算法。
2024-05-30 cs.DM cs.DS
On space efficiency of algorithms working on structural decompositions of graphs
图的路径和树分解的动态规划是参数化和指数时间算法领域中普遍存在的技术。然而,它的缺点之一是,空间使用是指数的分解的宽度。根据Allender等人的工作[Theory of Computing,'14],我们研究这种空间复杂度爆炸是否不可避免。利用Cai和Juedes [J. Comput.系统科学,'03],我们证明了这个问题与一个猜想密切相关,即由输入字符串个数参数化的最长公共子序列问题不允许同时使用XP时间和FPT空间的算法。此外,我们完成的复杂性景观勾勒的路径宽度和树宽度的Allender等人。通过考虑参数树深度。我们证明了树深度分解的计算对应于一个模型的非确定性机器,工作在多项式时间和对数空间,与访问一个辅助堆栈的最大高度等于分解的深度。与Allender等人的结果一起,这描述了多项式时间非确定性机器的复杂性类的层次结构,其对工作空间的访问具有不同的限制,这反映了树宽、路径宽度和树深之间的经典关系。
2016-05-12 cs.CC cs.DS
Close relatives of Feedback Vertex Set without single-exponential algorithms parameterized by treewidth
割计数技术和基于秩的方法导致了单指数FPT算法的树宽参数化,即运行在时间$2^{O(tw)}n^{O(1)}$,反馈顶点集和连接版本的经典图问题(如顶点覆盖和支配集)。我们表明,子集反馈顶点集,子集奇循环transmittance,限制边子集反馈边集,节点多路切割,和多路切割不太可能有这样的运行时间。更准确地说,我们在指数时间假设(ETH)下将时间上运行的算法$2^{O(tw \log tw)}n^{O(1)}$与严格的下限相匹配,排除了$2^{o(tw \log tw)}n^{O(1)}$,其中$n$是顶点数,$tw$是输入图的树宽。我们的算法扩展到加权的情况下,而我们的下界也保持较大的参数路径宽度,不需要权重。我们还表明,与奇数周期transmitting相比,在ETH下,偶数周期transmitting没有$2^{o(tw \log tw)}n^{O(1)}$时间算法。
2020-07-28 cs.CC cs.DS
Parameterized Complexity of Bandwidth on Trees
$n$ -顶点图$G$的带宽是最小整数$b$,使得存在双射函数$f : V(G) \rightarrow \{1,...,n\}$,称为$G$的布局,使得对于每条边$uv \in E(G)$,$|f(u) - f(v)| \leq b$。在{ \sc Bandwidth}问题中,我们给出图$G$和整数$b$作为输入,并询问$G$的带宽是否至多为$b$。我们提出了两个结果有关的参数化复杂性的{ \sc带宽}问题的树。首先,我们表明,算法{ \sc带宽}与运行时间$f(b)n^{o(b)}$将违反指数时间假设,即使输入图被限制为树的路径宽度最多为2。我们的下界表明,经典的$2^{O(b)}n^{b+1}$时间算法萨克斯[SIAM杂志代数和离散方法,1980年]是本质上最优的。我们的第二个结果是一个多项式时间算法,给定一个树$T$和整数$b$,或者正确地得出$T$的带宽大于$b$,或者找到一个带宽至多为$b^{O(b)}$的$T$布局。这是第一个树带宽的参数化近似算法。
2014-04-30 cs.CC cs.DS
Exploring Minimal Blocking Sets for Kernelization Lower Bounds for $\mathcal{F}$-Minor Deletion
CISPA Helmholtz Center for Information Security(CISPA 赫尔姆霍兹信息安全中心);Saarland University(萨尔兰大学)
本研究推广了顶点覆盖问题的极小阻塞集与内核化下界的关联,针对$\boldsymbol{\textit{F}}$-子式删除问题提出新判据,证明了Pw-$\boldsymbol{\textit{η}}$删除等问题无多项式内核,完善了内核化下界的相关结论。
2026-10-13 cs.CC cs.DS
Parameterized Complexity of Isometric Path Cover: Treewidth and Diameter
School of Computer Science, University of Leeds(利兹大学计算机学院);Aix-Marseille Université, CNRS, LIS(艾克斯-马赛大学、法国国家科学研究中心、信息系统实验室);Université Clermont Auvergne, CNRS, Mines Saint-Étienne, Clermont Auvergne INP, LIMOS(克莱蒙奥弗涅大学、法国国家科学研究中心、圣艾蒂安国立高等矿业学校、克莱蒙奥弗涅理工学院、逻辑与信息模型实验室);LIRMM, Université de Montpellier, CNRS(蒙彼利埃大学、法国国家科学研究中心、计算机科学与微电子技术实验室);Indian Institute of Science Education and Research Pune(印度科学教育与研究学院普纳分校)
本文研究等距路径覆盖问题的参数化复杂性,证明其在树宽≤287的图上为NP难,在树宽与直径组合参数下存在XP算法,在直径7的图上对路径宽为W[1]难。
2026-10-16 cs.CC cs.DS
Offensive Alliances in Graphs
一个顶点集$S\subseteq V$是无向图$G=(V,E)$中的进攻联盟,如果每个$v\in N(S)$在$S$中的邻居至少与它不在$S$中的邻居(包括它自己)一样多。我们研究了经典的和参数化的进攻性联盟问题的复杂性,其目的是找到一个最小规模的进攻性联盟。这里我们的重点在于自然参数以及测量输入实例的结构属性的参数。我们从参数化复杂性的角度加强了对问题的理解,证明了(1)问题是W[1]-难参数化的,它由一系列相当严格的结构参数,如输入图的反馈顶点集数目、树宽、路宽和树深;因此,我们解决了Bernhard Bliem和Stefan Woltran(2018)提出的一个悬而未决的问题,即由树宽参数化的进攻联盟的复杂性,(2)除非ETH失败,进攻联盟问题不能及时求解$\mathcal{O}^{*}(2^{o(k \log k)})$,其中$k$是解的大小。(3)进攻联盟问题不允许由解的大小和输入图的顶点覆盖参数化的多项式核。在积极的一面,我们证明了(4)进攻联盟可以在时间上解决$\mathcal{O}^{*}(\tt{vc(G)}^{\mathcal{O}(\tt{vc(G)})})$,其中$\tt{vc(G)}$是输入图的顶点覆盖数。在经典复杂度方面,我们证明了(5)进攻联盟问题不能在时间$2^{o(n)}$中解决,即使限制在二分图,除非ETH失败,(6)进攻联盟问题不能在时间$2^…
2022-08-05 cs.DS
Defensive Alliances in Graphs
一个图的顶点集$S$是一个防御联盟,如果对于$S$的每个元素,它的大多数邻居都在$S$中。我们研究了防御性联盟问题的参数化复杂性,其目的是找到一个最小规模的防御性联盟。(1)防御性联盟问题在过去的二十年里得到了广泛的研究,但当它被反馈顶点集参数化时是否是FPT的问题仍然是一个悬而未决的问题。我们证明了该问题是W[1]-难参数化的相当严格的结构参数,如反馈顶点集的数量,树宽,路径宽度,和树深度的输入图;(2)由输入图的顶点覆盖数参数化的问题不允许多项式压缩,除非coNP $\subseteq$ NP/poly,(3)不允许ETH下的$2^{o(n)}$算法,(4)圆图上的防御联盟问题是NP-完全的。
2021-11-10 cs.CC cs.DM cs.DS
Faster Parameterized Broadcasting
CNRS, ENS de Lyon, Université Claude Bernard Lyon 1, LIP UMR 5668(法国国家科学研究中心、里昂高等师范学院、克莱贝尔·贝尔纳·里昂大学);Université Paris Dauphine – PSL, CNRS UMR7243, LAMSADE(巴黎第九大学-PSL大学、法国国家科学研究中心)
针对电话广播问题,提出基于顶点覆盖数、顶点完整性和到团距离的参数化算法,通过图灵归约到边加权b-匹配,将时间复杂度分别改进为2^{O(vc log vc)}、2^{O(vi^2 log vi)}和2^{O(k log k)}。
2026-07-03 cs.DS
The Complexity of Computing Class Probabilities in BID Probabilistic Databases
National Technical University of Athens(雅典国立技术大学);Archimedes, Athena Research Center(阿尔基米德,雅典研究中心)
本文研究BID概率数据库中计算类概率的复杂性,证明其#P-难,同时给出FPRAS和参数化算法,并探讨兼容性约束导致的更高复杂性。
2026-09-21 cs.DS
Bandwidth Parameterized by Cluster Vertex Deletion Number
本文研究了Bandwidth问题的参数化复杂性,证明其以簇顶点删除数cvd加团数ω为参数时是FPT的,但仅以cvd为参数时是W[1]-困难的。
2025-05-03 cs.CC cs.DS
Temporal Path Covers: Dilworth Properties and Parameterized Complexity
Università degli Studi di Firenze(佛罗伦萨大学);National Technical University of Athens(雅典国立技术大学);Archimedes, Athena Research Center(阿基米德雅典研究中心);Université Paris Dauphine – PSL(巴黎第九大学-PSL);CNRS UMR7243, LAMSADE(法国国家科学研究中心联合研究实验室7243,LAMSADE);University of Southern Denmark(南丹麦大学)
研究时间有向无环图上的最小时间路径覆盖问题,证明在满足Dilworth性质时多项式时间可解,并给出参数化复杂性结果,包括W[1]-难和FPT算法。
2026-08-10 cs.DS
Lower bounds on pure dynamic programming for connectivity problems on graphs of bounded path-width
University of Warsaw(华沙大学);Utrecht University(乌得勒支大学)
研究图路径宽度下连通性问题纯动态规划算法的下界,证明代数方面对竞争性最坏运行时间的必要性。
2025-12-29 cs.CC cs.DS
Metric Dimension Parameterized by Treewidth
图$G$的分解集$S$是它的顶点的子集,使得$G$的任何两个顶点到$S$的距离向量都不相同。度量维问题要求一个最小尺寸的解析集,在其决策形式中,要求一个尺寸至多为某个指定整数的解析集。这个问题是NP完全的,并且在非常有限的图类中仍然如此。对于解的大小,它也是W[2]-完全的。度量维数在有界树宽的图上被证明是难以捉摸的。在算法方面,多时间算法是已知的树,甚至外平面图,但树宽最多为2的一般情况是开放的。在复杂性方面,没有参数化的硬度是已知的。这导致了几篇关于这个主题的论文要求度量维度相对于树宽的参数化复杂性。我们提供了这个问题的第一个答案。我们证明了由输入图的树宽参数化的度量维数是W[1]-hard的。更精细地,我们证明了,除非指数时间假设失败,有没有算法解决度量维数在时间$f(\text{pw})n^{o(\text{pw})}$上的$n$ -顶点图的常度,与$\text{pw}$的路径宽度的输入图,和$f$任何可计算的功能。这与Belmonte等人[SIAM J. Discrete Math. ′ 17]关于组合参数$\text{tl}+Δ$的FPT算法形成鲜明对比,其中$\text{tl}$是输入图的树长度,而$Δ$是输入图的最大度。
2019-07-18 cs.CC cs.DS
On structural parameterizations of the selective coloring problem
在选择着色问题中,给定一个整数$k$,一个图$G$,以及一个将$V(G)$划分为$p$部分的划分,目标是决定是否能从每个部分中只选取一个顶点,从而得到$G$的一个$k$ -可着色导出子图.这种顶点着色的推广最近才开始由Demange等人[理论计算机科学,2014]研究,其动机是分布式系统上的调度问题,Guo等人[TAMC,2020]讨论了问题的参数化复杂性的第一个结果。在这项工作中,我们研究了选择性着色的多个结构参数化。我们首先回顾了Demange等人的许多硬度结果,并展示了它们如何用于为广泛使用的参数(如路径宽度,到共簇的距离和最大叶数)提供棘手的证明。之后,我们提出了固定参数的易处理算法时,参数化的距离聚类,或在联合参数化树宽和部分的数量,和co-treewidth和部分的数量。我们的主要贡献是一个证明,对于每个固定的$k \geq 1$,选择性着色不承认一个多项式核时,联合参数化的顶点覆盖数和部分的数量,这意味着多色独立集不承认一个多项式核相同的参数化。
2020-11-30 cs.DS
Correlation Clustering with Vertex Splitting
本文探讨了带宽容顶点分裂的聚类编辑及相关聚类问题,证明了前者存在多项式核和7-近似算法,而后者具有更强的计算复杂性,并扩展了相关聚类与Multicut的联系。
2024-08-28 cs.DS cs.SI
Structural Parameterizations for Equitable Coloring
一个$n$ -顶点图是公平$k$ -可着色的,如果它的顶点有一个适当的着色使得每种颜色被使用$\left\lfloor n/k \right\rfloor$或$\left\lceil n/k \right\rceil$次.经典的顶点着色是固定参数,在路径宽度和反馈顶点集等已建立的参数下易于处理,而公平着色是$\mathsf{W}[1]$ - $\mathsf{hard}$。我们提出了一个广泛的研究结构参数化的公平着色,处理易处理性和核化问题。我们首先表明,该问题是固定参数易处理时,参数化的距离集群或距离co-cluster - improving的$\mathsf{FPT}$算法的Fiala等人。[理论计算机科学,2011]参数化顶点覆盖-也当参数化的距离不相交的路径的有界长度。为了证明后一个结果,我们采用了Fellows等人的证明。[Information and Computation,2011]以表明当同时通过到不相交路径的距离和颜色数参数化时,公平着色是$\mathsf{W}[1]$ - $\mathsf{hard}$。在核化方面,在积极的一面,我们提出了一个线性内核的距离集团参数和立方核时,参数化的最大叶数;另一方面,我们表明,不像顶点着色,公平着色不承认多项式核时,联合参数化的顶点覆盖和颜色的数量,除非$\mathsf{NP} \subseteq \mathsf{coN…
2020-12-11 cs.DM cs.DS
Parameterized Maximum Node-Disjoint Paths
研究 Maximum Node-Disjoint Paths 问题的参数化近似,提出基于 color-coding 的 FPT 近似方案解决 tree-depth 参数,并证明 pathwidth 下不可近似,精确界定参数边界。
2025-09-17 cs.CC cs.DS