Аноним

Вершинное покрытие и деревья поиска: различия между версиями

Материал из WEGA
м
нет описания правки
мНет описания правки
Строка 11: Строка 11:


Формальное определение задачи выглядит следующим образом. Пусть G – неориентированный граф. Подмножество C вершин графа G является [[вершинное покрытие|вершинным покрытием]] G, если хотя бы одна конечная точка каждого ребра G принадлежит к C. Пример (параметризованной) задачи о вершинном покрытии представляет собой пару (G, k), где G – граф, а k – целочисленный параметр; в задаче требуется определить, имеет ли граф G вершинное покрытие из k вершин. Наша цель заключается в разработке параметризованных алгоритмов с временем выполнения O(f(k)p(n)) для нахождения вершинного покрытия, где p(n) – полином более низкой степени от размера входного графа n, а f(k) – неполиномиальная часть, являющаяся функцией от параметра k и не зависящая от n. Ожидается, что неполиномиальная функция f(k) будет насколько возможно малой. Такой алгоритм будет эффективным на практике, если параметр k будет малым. Следует отметить, что за исключением редко встречающихся в теории сложности случаев функция f(k) является по меньшей мере экспоненциальной относительно параметра k [8].
Формальное определение задачи выглядит следующим образом. Пусть G – неориентированный граф. Подмножество C вершин графа G является [[вершинное покрытие|вершинным покрытием]] G, если хотя бы одна конечная точка каждого ребра G принадлежит к C. Пример (параметризованной) задачи о вершинном покрытии представляет собой пару (G, k), где G – граф, а k – целочисленный параметр; в задаче требуется определить, имеет ли граф G вершинное покрытие из k вершин. Наша цель заключается в разработке параметризованных алгоритмов с временем выполнения O(f(k)p(n)) для нахождения вершинного покрытия, где p(n) – полином более низкой степени от размера входного графа n, а f(k) – неполиномиальная часть, являющаяся функцией от параметра k и не зависящая от n. Ожидается, что неполиномиальная функция f(k) будет насколько возможно малой. Такой алгоритм будет эффективным на практике, если параметр k будет малым. Следует отметить, что за исключением редко встречающихся в теории сложности случаев функция f(k) является по меньшей мере экспоненциальной относительно параметра k [8].


== Основные результаты ==
== Основные результаты ==
Строка 24: Строка 25:


Таким образом, кернелизация обеспечивает эффективную предварительную обработку для последующего решения задачи о вершинном покрытии, которая позволяет работать с графами меньшего размера (т.е. с графами, размер которых зависит только от k).
Таким образом, кернелизация обеспечивает эффективную предварительную обработку для последующего решения задачи о вершинном покрытии, которая позволяет работать с графами меньшего размера (т.е. с графами, размер которых зависит только от k).


== Свертка ==
== Свертка ==
Строка 33: Строка 35:


Операция свертки позволяет уменьшить значение параметра k без применения ветвления. Такие операции оказались весьма эффективными для разработки экспоненциальных по времени алгоритмов решения задачи о вершинном покрытии. Недавно было предложено расширение операции свертки, допускающее применение к множеству из нескольких вершин графа [6].
Операция свертки позволяет уменьшить значение параметра k без применения ветвления. Такие операции оказались весьма эффективными для разработки экспоненциальных по времени алгоритмов решения задачи о вершинном покрытии. Недавно было предложено расширение операции свертки, допускающее применение к множеству из нескольких вершин графа [6].


== Ветвление и поиск ==
== Ветвление и поиск ==
Строка 68: Строка 71:


== Открытые вопросы ==
== Открытые вопросы ==
Главный нерешенный вопрос в этом направлении исследований заключается в том, насколько далеко по нему можно зайти. Точнее говоря, насколько маленькой может быть константа c > 1, чтобы алгоритм решения задачи о вершинном покрытии имел время выполнения <math>O(c^k n^{O(1)}) \;</math>? Более тщательный анализ комбинаторных структур графов позволяет надеяться на некоторое улучшение текущей наилучшей верхней границы [4]. Несколько недавно разработанных техник [6] также обещают улучшить значение верхней границы. С другой стороны, известно, что константа c не может быть произвольно близкой к 1, за исключением определенных, редко встречающихся в теории сложности случаев [8].
Главный нерешенный вопрос в этом направлении исследований заключается в том, насколько далеко по нему можно зайти. Точнее говоря, насколько маленькой может быть константа c > 1, чтобы алгоритм решения задачи о вершинном покрытии имел время выполнения <math>O(c^k n^{O(1)}) \;</math>? Более тщательный анализ комбинаторных структур графов позволяет надеяться на некоторое улучшение текущей наилучшей верхней границы [4]. Некоторые недавно разработанные техники [6] также обещают улучшить значение верхней границы. С другой стороны, известно, что константа c не может быть произвольно близкой к 1, за исключением определенных, редко встречающихся в теории сложности случаев [8].




4551

правка