タグ付けされた質問 「graph-theory」

グラフ理論は、オブジェクト間のペアワイズ関係をモデル化するために使用される数学的構造であるグラフの研究です。

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タワーディフェンス迷路を生成します。別名、重みのないグリッドグラフでK個の最も重要なノード(「ノード単位の阻止」)を見つけます。
タワーディフェンスゲームでは、開始、終了、および複数の壁を持つNxMグリッドがあります。 敵は壁を通過することなく、最初から最後まで最短経路を取ります(通常、グリッドに拘束されませんが、簡単にするために、そうだとしましょう。どちらの場合でも、彼らは斜めの「穴」を移動できません) 問題(少なくともこの質問の場合)は、最大K個の追加の壁を配置して、フィニッシュからの開始を完全にブロックせずに、敵がとらなければならないパスを最大化することです。たとえば、K = 14の場合 これは、「k個の最も重要なノード」問題と同じであると判断しました。 無向グラフG =(V、E)と2つのノードs、t∈Vが与えられた場合、k-most-vital-nodesは、sからtへの最短パスが除去により最大化されるk個のノードです。 Khachiyanら1は、グラフが重みなしで2部構成であっても、2倍以内のmax-shortest-pathの長さを近似してもNP-Hard (k、s、tが与えられる)であることを示しました。 しかし、すべてが失われるわけではありません。後で、L。Cai et al 2は、「二部置換グラフ」の場合、この問題は「交差モデル」を使用して擬似多項式時間で解決できることを示しました。 具体的には、重み付けされていないグリッドグラフでは何も見つけることができず、「2部置換グラフ」がどのように関連しているのかもわかりません。 私の問題に関連する研究が公開されていますか?完全に間違った場所を探しているのでしょうか?まともな擬似多項式近似アルゴリズムでさえうまく機能します。ありがとう! 1 L.ハチヤン、E。ボロス、K。ボリス、K。エルバシオーニ、V。グルビッチ、G。ルドルフ、およびJ.シャオ「短経路妨害問題について:合計およびノー​​ド単位の限定的妨害」、コンピューターシステムの理論43( 2008)、2004-233。 リンク。 2 L. CaiおよびJ. Mark Keil、「区間グラフで最も重要なk個のノードを見つける」。 リンク。 注:この質問は、ここにある私のstackoverflowの質問のフォローアップです。

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グラフクラスの認識の困難さと禁止されたサブグラフの特性評価の関係
禁止されたサブグラフによって特徴付けられるグラフクラスを検討しています。 グラフクラスに禁止サブグラフの有限セットがある場合、単純な多項式時間認識アルゴリズムがあります(ブルートフォースを使用できます)。しかし、禁止された部分グラフの無限のファミリーは困難を意味しません。禁止された部分グラフの無限のリストを持つクラスがいくつかあり、そのため認識も多項式時間でテストできます。弦グラフと完全グラフは例ですが、これらの場合、禁止された家族には「いい」構造があります。 クラスの認識の難しさと禁断の家族の「悪い行動」との間に関係はありますか?そのような関係が存在する必要がありますか?この「悪い振る舞い」はどこかで形式化されましたか?

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現実世界の頂点カバーアプリケーション
Vertex Cover Problemの実際の用途は何ですか? Vertex Cover問題の理論的結果に基づいて実際に実装されたソフトウェアを使用している産業または研究プロジェクトはどれですか?特に、次の理論的結果のいずれかが使用済みソフトウェアに実装されていますか? 頂点カバーの近似アルゴリズム 頂点カバーの指数時間アルゴリズム Vertex Coverの固定パラメーターの扱いやすいアルゴリズム 頂点カバーのカーネル化アルゴリズム


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パス上のNPハード問題
一般的なグラフではNP困難な多くの決定問題が存在することは誰もが知っていますが、基になるグラフがパスである場合でもNP困難な問題に興味があります。だから、そのような問題を収集するのを手伝ってもらえますか? 私は、木の上のNP困難な問題に関する関連する質問をすでに見つけました。

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すべての最小セパレーターが独立したセットであるグラフ
背景: う無向グラフの2つの頂点であるG = (V 、E )。頂点集合S ⊆ Vであり、U 、V -separator場合、UとV の異なる連結成分に属するG - S。u 、v -separator Sの適切なサブセットがない場合、Sはu 、v -separatorであり、Sは最小u 、vあなた、vあなたは、vu, vG = (V、E)G=(V、E)G=(V,E)S⊆ VS⊆VS\subseteq Vあなた、vあなたは、vu,vあなたはあなたはuvvvG − SG−SG-Sあなた、vあなたは、vu,vSSSあなた、vあなたは、vu,vSSSあなた、vあなたは、vu,v-セパレータ。設定頂点頂点が存在する場合(最小)セパレータであるU 、VようにSは(最小)であり 、U 、Vの -separatorが。S⊆ VS⊆VS\subseteq Vあなた、vあなたは、vu, vSSSあなた、vあなたは、vu,v G.ディラックのよく知られた定理では、最小セパレータがすべてクリークである場合にのみ、グラフに少なくとも4つの長さの誘導サイクル(三角グラフまたは弦グラフと呼ばれる)がないと述べています。三角グラフが多項式時間で認識できることもよく知られています。 私の質問:すべての最小セパレーターが独立したセットであるグラフとは何ですか?これらのグラフは研究されていますか?そして、これらのグラフの認識の複雑さは何ですか?このようなグラフの例には、ツリーとサイクルが含まれます。

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グラフが
この質問について少し推論しながら、グラフが彩色に失敗する可能性のあるさまざまな理由をすべて特定しようとしました。これらは、私がこれまでに特定できた唯一の2つの理由です。kG = (VG、EG)G=(VG,EG)G = (V_G,E_G)kkk k + 1GGGは、サイズクリークが含まれています。これは明らかな理由です。k + 1k+1k+1 部分グラフが存在するの次のステートメントの両方が真であるように:GH= (VH、EH)H=(VH,EH)H = (V_H, E_H)GGG k − 1HHHは色付け可能ではありません。k − 1k−1k-1 xはG Hは、xはHを∃ のx ∈ VG− VH ∀ Y∈ VH { x 、y} ∈ EG∃x∈VG−VH ∀y∈VH {x,y}∈EG\exists x \in V_G - V_H\ \forall y \in V_H\ \{x,y\} \in E_G。換言すれば、ノードが存在するにおけるなくにおけるように、各ノードに接続されている。バツxxGGGHHHバツxxHHH 上記の2つの理由をルールとして見ることができます。それらを再帰的に適用することにより、クリークを含まない非着色可能グラフを作成する2つの方法は次のとおりです。k + …

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平面グラフの着色
すべての内部面が三角形である平面グラフのセットを考えます。奇数次の内部ポイントがある場合、グラフを3色にすることはできません。すべての内部ポイントに均等の度合いがある場合、常に3色にすることができますか?理想的には小さな反例が欲しい。

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疎グラフで5サイクルを効率的に見つける。
(MathOverflowからクロスポスト) こんにちは、 私はこのスレッドを読んでいました:https : //mathoverflow.net/questions/16393/finding-a-cycle-of-fixed-length グラフで5サイクルを見つけたい。実際、私が本当に欲しいのは、少なくとも5の長さの最短の奇数サイクルですが、多分それはポイントの少し横にあります。目的のために、複雑性分析ではと同じように扱います。 nmmmnnn この場合、5サイクルを見つけるためにカラーコーディングよりも優れていますか?私の質問を具体的に定式化してみましょう。 長さ5のサイクルを検出するための時間アルゴリズムがあるような最小は何ですか?アルゴリズムとは何ですか?また、Coppersmith-Winograd高速行列乗算などの非実用的な方法を禁止する場合、このは何ですか?O (M α)ααα\alphaO(mα)O(mα)O(m^\alpha)αα\alpha


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爪を見つけるために行列乗算を
爪は、。簡単なアルゴリズムは、O (n 4)時間で爪を検出します。これは、で行うことができ、O (N ω + 1)ここで、ωは次のように、高速行列乗算の指数である:によって誘導されるサブグラフ取るNを[ V ]の各頂点のためのV、及びその相補体で三角形を見つけます。K1,3K1,3K_{1,3}O(n4)O(n4)O(n^4)O(nω+1)O(nω+1)O(n^{\omega+1})ωω\omegaN[v]N[v]N[v]vvv o(nω+1)o(nω+1)o(n^{\omega+1})O(nc)O(nc)O(n^c)Ω (N ω)O(nmax(c,2))O(nmax(c,2))O(n^{\max{(c,2)}})Ω(nω)Ω(nω)\Omega(n^\omega) 質問: これに進展はありますか。それとも不可能を示す進歩はありますか? 時間アルゴリズムには他に自然な問題がありますか?O(nω+1)O(nω+1)O(n^{\omega+1}) リマーク: 爪のないグラフの認識ではなく、爪の検出を明示的に求めています。アルゴリズムは通常両方を解決しますが、例外はほとんどありません。 Handbook of Algorithms and Theoretical Computer Scienceで線形時間で見つけることができると主張されていますが、それはタイプミスにすぎません(「効率的なグラフ表現」を参照)。

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無限グラフは何に適していますか?
ドイツのウィキペディアで、無限グラフは無限数のノードまたは無限数のエッジを持つグラフであることを読んだばかりです。有限グラフのアプリケーションとアルゴリズムのみを知っています。 無限グラフは何に適していますか? それらの用途は何ですか?無限グラフを保存できないため、無限グラフで機能するアルゴリズムを想像することはできません。そのため、操作することはできません。

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コードレスの奇数サイクルの最小グラフ補完:NP困難ですか?
最近、私の研究で次の興味深い問題が浮上しました。 インスタンス:グラフ。G (V、E)G(V,E)G(V, E) 【解決手段】A chordless奇数サイクルの完了、スーパーセットとして定義されるエッジ集合の完了グラフように内のすべてのエッジこと性質有する chordless奇数サイクル中に含有されます。 E G '(V 、E ')G 'E′E′E'EEEG′(V、E′)G′(V,E′)G'(V, E')G′G′G' MEASURE:補完のサイズ、つまり。| E′− E||E′−E||E' - E| これまでのところ、この問題の修正版がNP完全であることを証明できました。「すべてのエッジがコードレスの奇数サイクルに含まれる」ことを要求する代わりに、「すべてのエッジが含まれる三角形(長さ3のサイクル)」。(これは最小弦グラフ補完問題と同等ではないことに注意してください。)G′G′G' 前者は後者の一般化であると簡単に見られますが、これまでのところ、それを証明するための私の努力はすべて失敗しました。誰でもポインタ/参照/などを思い付くことができますか?

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ネットワーク/ソーシャルネットワーク分析の視覚化ツール?
Jung(http://jung.sourceforge.net/)を使用してページランクを視覚化していましたが、100ノードを超えてスケ​​ーリングするのは少し遅く、困難でした。他の人々がネットワーク/ソーシャルネットワークの分析と視覚化に使用する他のツールは何かと思っていました。

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グラフの簡潔な回路表現
複雑度クラスPPAD(たとえば、さまざまなNash平衡の計算)は、END OF THE LINEでポリタイム還元可能な合計検索問題のセットとして定義できます。 行の末尾:回路を考えるとSとPとNの入力ビットとNような出力ビットP(0 、N) = 0 、N!= S(0 、nは)、入力された検索Xを {0,1}にNようにP (S(x))!= x または S(P(x))!= x!= 0 n。 SやPなどの回路やアルゴリズムは、Papadimitrouの論文など、クエリごとにのみ明らかになる指数関数的に大きなグラフを暗黙的に定義します(PSPACEで問題を保持するために!)。 ただし、任意のグラフを有効にする回路をどのように設計するかはわかりません(グラフに体系的な構造がある場合、回路を見つけるのがはるかに簡単になります)。たとえば、ソース頂点にすべて0のラベルを付け、他のすべての頂点にバイナリラベルをランダムに割り当てた、指数関数的に長い有向線を表す多項式サイズの回路をどのように設計しますか?これは、PPAD関連の論文では暗示されているようです。 私がオンライン検索で最も近いのはGalperin / Widgersonの論文ですが、そこに記載されている回路は2つの頂点ラベルを取り、「これらの頂点は隣接していますか?」 それでは、nビットの入力を受け取り、その先行または後続のnビットのラベルをそれぞれ出力する、指数サイズのグラフの多項式サイズの回路をどのように設計しますか?または、誰かがこれをよく説明しているリソースを知っていますか?

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