最小の最大コンポーネントを取得するためにグラフから削除する頂点を見つける


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グラフ与えられた場合、k個の頂点{ v 1v k }をG=(V,E)見つけます。これを削除すると、最小の最大成分を持つグラフになります。 k{v1,,vk}

大きなn=|V|そして大きいk問題は、(NP困難)ことは困難であるが、私は小さな値に興味がkk{1,2,3,4})。

以下のためにk=1、私は最良の頂点を見つけることが可能だと思う{v1}(すなわち、関節点をチェックする)グラフの単一深さ優先検索を実行することによって除去することを。

以下のためにk=2、最高の頂点を見つけることも可能である{v1,v2}行うことにより、n深さ優先検索を(グラフのためにそれらのそれぞれのGi=G/{vi})。同様のアプローチは、場合にも適用できますk>2

それ以上の解決策はないのでしょうか。

(関連:必ずしも列挙せずに頂点の最小数を数える


まあ、それは一般化頂点カバー頂点を求めようG - Sはシングルトンサイズの最大成分を有しています。S={v1,,vk}GS
–PålGD 2013

Ps。、パラメーター化されたアルゴリズムは、いくつかのc に対して時間で実行される場合はFPTアルゴリズムであり、n f k 時間で実行される場合はXPアルゴリズムです。f(k)nccnf(k)
–PålGD 2013

さらに詳しい情報はありますか?私はこの問題の背景にかなり興味があります。
–PålGD 2013

2つのグラフの最大共通接続サブグラフを探しているときに、この問題に直面しました。回答のコメントをチェックしてください:)
MindaugasK 2013

回答:


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あなたが説明している問題は、グラフ脆弱性測定の分野ではコンポーネント順序接続として知られています。問題の決定バージョンは次のとおりです。

コンポーネント注文接続

入力: グラフ、整数kおよびG=(V,E)k

XVkGX

=1FPT=W[1]W[1]kk+

G,k,

branching(G,k,l):
    Find a connected set of vertices D of G of size l+1
    if no such D exists:
            return True // no component of size > l
    for v in D:
        if branching(G-v,k-1,l):
            return True
    return False

(+1)kn2

G,k,k+XkGXGXX|E(G)|n(k+)

関連する問題は、以前にGraph IntegrityまたはVertex Integrityという名前で調査されており、頂点削除バージョンとエッジ削除バージョンを区別しています。

頂点の完全性

G=(V,E)p

XV|X|+maxDcc(GX)|D|p

つまり、削除セットと最大コンポーネントのサイズの合計を最小化する必要があります。この問題もNP困難です。たとえば、

  • クラーク、LH、エントリンガー、RC、フェロー、MR:完全性の計算の複雑さ。J. Combin。数学。組み合わせる。Comput 2、179–191(1987)
  • Fellows、M.、Stueckle、S .:没入順序、禁止されたサブグラフ、およびネットワーク整合性の複雑さ。J. Combin。数学。組み合わせる。コンピュータ6、23〜32(1989)

ええと、実際、私は非常に高い確率で平面である化学グラフを使用しています。
MindaugasK 2013年

次に、バランスの取れたセパレーターを見つけることができると言う平面セパレーター定理(LiptonとTarjan)をチェックアウトできます。O(n)
–PålGD 2013

-depth-first-searches(アーティキュレーションポイントを見つけるための1つ、アーティキュレーションポイントのペアを見つけるためのを実行して、質問で提案したようにこの問題を解決しました。スパースである化学グラフ(分子)の最大成分は、1〜2個の原子(頂点)のみを削除することで十分に小さくすることができます(まれな例外を除きます)。私は最適な解決策を探していませんでした。1つ、2つ、または3つの原子が必要でした。その除去により、分子は小さな平和に「切断」され、DFSで十分でした。| V ||V|+1|V|
MindaugasK 2013

実際、私が質問で述べた問題は、私が解決したかったものではありませんでした。各頂点には、それに関連付けられた重みもありました。したがって、最大のコンポーネントが小さくなるだけでなく、重みの合計も小さい頂点を選択する必要がありました。
MindaugasK 2013

これ自体は別の問題の副問題でした。2つの与えられた分子の最大共通接続部分構造を見つけます(2つのグラフの最大共通接続誘導部分グラフを見つけます)。ある分子からの単一の原子を別の分子からのすべての可能なマッピングでマッピングした後、その原子を考慮から削除することができ、それが分子を「カット」することは素晴らしいことです。多分私はこれを別の質問として述べるべきです。
MindaugasK 2013
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