平面グラフの最大重み接続サブグラフ問題


8

最大重み接続サブグラフ問題は次のとおりです。

入力:AグラフG=(V,E)と重量w私(おそらく負)の各頂点のi∈V。

出力:G [ S ]が接続されるような頂点の最大重みサブセットSG[S]

この問題はNP困難です。デビッドS.ジョンソンはページで言及しています。149 この列問題は、すべての重みのいずれかで最大次数3の平面グラフに硬いままであることを+1、または−1。

引用された論文が見つからない -A. Vergis、原稿(1983)

どこに紙を見つけるかについてのアイデアはありますか?または削減は何でしたか?

回答:


3

「NP完全性コラム:進行中のガイド」の番号14に、ジョンソンは「... Vergis [49]。GRAPHSのSTEINER TREEからの変換[ND12] ...」と書いています。私はVergisの論文にアクセスできませんが、可能な削減は次のとおりです。

グラフ問題のシュタイナーツリー(ST)

インスタンス:無向グラフ、頂点の部分集合 R ⊆ Vと呼ばれる、端末ノード。非負の整数 kG=(V,E)R⊆Vk

質問:のサブツリーがあるのすべての頂点含まR(のためのスパニングツリーRを)および最大で含まれるk個のエッジは?GRRk

問題は平面グラフでもNPCのままです(M. GareyとD. Johnson。直線のスタイナーツリー問題はNP完全です)。

平面STのインスタンスが与えられたとして、ここではノードに任意の重みを割り当てることができると仮定します。もしおよび| E | = Qは、重量割り当てることができ、Q + 1のノードにR、あなたが追加できる中間ノードのすべてのエッジにE及び割当量- 1を、それに。V ∖ Rの残りのノードに重み0を割り当てます。元のグラフGには、最大でkのRのスパニングツリーがあります。|R|=p|E|=qq+1RE−10V∖RGRk変換されたグラフで、かつW = p (q + 1 )− k以上のターゲットウェイトのサブグラフを見つけることができる場合に限り、エッジ。W=p(q+1)−k

非公式に量に到達するには、サブグラフにRのすべてのノードを含める必要があります。また、負の重み-1を持つ中間ノード(Gのエッジに対応)を最大k個含めて、それらを接続し続ける必要があります。 。p(q+1)RkG

このように3つにグラフ全体の最大程度を低減することができる:場合だけ各ノードを変換しますD=max{deg(ui)∣ui∈V}の円形の鎖に Dのノード(及び pの値を適宜調整してください)。インバウンドエッジをチェーンの個別のノードに接続します(次数3になります)。uiDp

そして、あなただけの重みを使用したい場合はあなた必要があります:(A)アサイン+ 1のノードに対応する円形チェーンのすべてのノードにV ∖ R、(B)リニアチェーンにすべての中間ノードを変換します重量のノードの- 1と長さL E = | V ∖ R | + 1+1,−1
+1V∖R
−1lE=|V∖R|+1、および
(C)のノードに対応する円形チェーン(重み+1)を少なくとも長さl R =にさらに拡張するR ; そして、目標重量 W = p l R − k l Eを設定します。 非公式に、拡張されたチェーンと新しいターゲットは、 V ∖ R(ポイントA)に対応するノードの + 1の重みを無関係にします。lR=lE(|E|+1)W=plR−klE
+1V∖R


1
NP硬度ガジェットの設計が非常に早いです。
— Suresh Venkat 2014年

1
@SureshVenkat:しかし、それが正しいかどうかはまだわかりません:-S。ただし、「ホイールの再発明」(RTW)の削減にも特化しています:-)。さらに、yEdを使用すると、数分でグラフを描画できます... tikzitを使用すると、何時間もかかります:)。
— Marzio De Biasi 2014年

満足のいく課題がある場合、どのようにそれが接続されていることを確認しますか?
— オースティンブキャナン

@AustinBuchanan:証明全体を変更しました...機能するかどうかを確認しますエッジでパッチされた以前のエッジは正しかったが、平面グラフを保証していません:-)(yi,yi+1)
— Marzio De Biasi
弊社のサイトを使用することにより、あなたは弊社のクッキーポリシーおよびプライバシーポリシーを読み、理解したものとみなされます。
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.