ハミルトニアンパスにマッチングを追加して、指定された頂点のペア間の最大距離を短縮します


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次の問題の複雑さは何ですか?

入力:

クエリ:すべての、一致する がありますか? (ここで)(V 、U )∈ R D G(V 、U )≤ K G = ([ N ] 、M ∪ H )M(v、あなたは)∈RdG(v、あなたは)≤k
G=([n]、M∪H)

私はこの問題について友人と話し合ってきました。私の友人は、問題は多項式時間にあると考えています。NP完全だと思います。


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少なくともプレゼンテーションに関しては、これをさらに簡略化できます。、n個の頂点を持つパス、およびこれらの頂点のペアのコレクションRが与えられます。Rのペア間の距離が最大kになるように、パスをマッチングで拡張します。knRRk
— サショニコロフ

この定式化は、最新の編集後、曖昧さを取り除くために混乱を招く可能性があると思います。
— pfim

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私の解釈は正しいですか?
— サショニコロフ

問題のステートメントをより厳密にするために編集を行いました。Hは一般性を失うことなくハミルトニアンパス1-2-3-4-5 ...- nであると単純に仮定できるため、これはさらに簡略化できると思います。したがって、が必要です。n
— カヴェー

回答:


1

この答えは間違っています。

あなたの友人は正しい。あなたの問題(Sashoによって解釈される)は、一致するカーディナリティに制限を課しません。したがって、Rのペア間のマッチングとしてCを選択します。次に、任意の正の整数kについて、Rのすべてのペア間の距離はk未満です。CCRkRk

一致するとパスPの両方からのエッジを強制的にパスに含めると、問題が面白くなります。CP


「のペア間のマッチング」とはどういう意味ですか?R
— エミールイェジャベクは

@EmilJeřábekこれは、のすべてのペアのノードをエッジで接続することを意味します。したがって、Cはすべてのペアを接続するエッジを持つRです。これは、Rのペアでの完全な行進でパスPを拡張することと同等です。RCRPR
— モハマッドアルトルコ

1
それは私にはあまり意味がないようです。が一致しない場合はどうなりますか?あれば言ってやる、Rは、ペアが含まれ(1 、2 )と(1 、3 )あなたが選ぶのですか、Cを?RR(1、2)(1、3)C
— エミールイェジャベクは

@EmilJeřábekはい。あなたのポイントは有効です。回答を編集します。
— モハマドアルトルコ

@pfim エッジのみを使用して最短パスを形成できますか?C
— モハマドアルトルコ

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更新:以下の答えは正しくありません。ハミルトニアンパスがではなく任意のグラフにあると誤って仮定したためです。私はそれを削除せずに残します、おそらくそれを修正することができるか、別の答えのヒントを提供します。Kn

NP完全だと思います。これは、3SATからの非常に非公式/迅速な削減のアイデアです。

すべての変数に対して、「変数ガジェット」を追加します。バツ私

  • 3つのノードバツ私、+バツ私、−バツ私
  • 2つの可変エッジおよび(X i、− X i)(Xi,+Xi)(Xi,−Xi)

ソースノードを追加し、それをすべての変数X iに接続します。SXi

各節のためのノード追加のC jは、対応する変数に接続+ X Iまたは- X I形句こと。CjCj+バツ私−バツ私

次の写真は表す:(+バツ1∨−バツ2∨−バツ3)∧(−バツ2∨バツ3∨バツ4)

ここに画像の説明を入力してください

集合(連結されなければならないノード)を含む (S 、C 1)、(S 、C 2)、。。。R(S、C1)、(S、C2)、。。。

単純なパスは、可変エッジ(X i、+ X i)および(X i、− X i)を除くすべての「BLUE」エッジを含める必要があります(上の図の青いエッジは、Pに含めるエッジを表します)。P(バツ私、+バツ私)(バツ私、−バツ私)P

この時点で、から各節ノードC jへの最短パスが3以下である場合にのみ、初期式は充足可能です。実際の句に到達するSを、我々は少なくとも一つの変数通過しなければならない三つのステップでX I:S → X I → ± X I → C jは。したがって、X i → + X iまたはX i → − X i)の2つのエッジのいずれかをトラバース し、それをCに含める必要がありますSCjSバツ私S→バツ私→±バツ私→Cjバツ私→+バツ私バツ私→−バツ私)C(構造上、一部ではないため)。ただし、頂点を共有しているため、両方を含めることはできません。P

ただし、一部のノードには複数の入射青エッジがあるため、すべての青エッジを含む単純なパスを構築できるかどうかはわかりません。P

これを修正するために、各ノードを複数の入射ブルーエッジに置き換えますに含まれる入射ブルーエッジとそれらを分離するエッジのペアのみを含むツリーで、節ノードに到達するためにCに含まれます。PC

ここに画像の説明を入力してください

元のグラフは次のようになります。

ここに画像の説明を入力してください

KCjS

C

P

ここに画像の説明を入力してください


すべての青いエッジを含むパスを作成しようとすると、いくつかの頂点に2つ以上の青いエッジが入射するため、すべての青いエッジを含む単一の単純なパスはありません。
— ミハイルルドーイ

わかりました、ありがとう...単純なパスが何であるかを完全に忘れていました:-( ...今修正する必要があります。
— MarzioDe Biasi

math.SEのこの投稿は、問題がNP完全ではない可能性があることを示唆しています。これは、準多項式時間で難治はなく解けるかもしれないmath.stackexchange.com/questions/2218929/...
— ムハンマド・アル・Turkistany

@ MohammadAl-Turkistany:現在のバージョンの回答に欠陥がありますか?
— マルツィオ・デ・Biasi

いいえ、明らかな欠陥は見当たりません。
— モハマドアルトルコ
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