Zur Komplexität der Bandbreitenminimierung


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Das Graphbandbreitenproblem ist wie folgt definiert. Wenn ein Graph , ist ein Layout von eine Eins-zu-Eins-Abbildung der Eckpunkte von auf die ganzen Zahlen . Die Bandbreite von ist definiert alsG=(V,E) fGG{1,…,|V|}f

bw(f)=max{|f(u)−f(v)|∣{u,v}∈E} .

Die mit bw (G) bezeichnete Bandbreite von G ist definiert als die minimale Bandbreite eines Layouts, wobei das Minimum über alle möglichen Layouts hinweg genommen wird.bw(G)

Die Entscheidungsfrage lautet: Wenn ein Graph G und eine ganze Zahl k , ist bw(G)≤k ?

Es ist bekannt, dass dieses Problem auch für Bäume mit maximalem Grad drei NP-vollständig ist [ Komplexitätsergebnisse für die Bandbreitenminimierung . Garey, Graham, Johnson und Knuth, SIAM J. Appl. Math. 34, Nr. 3, 1978]. Die Autoren zeigen, dass man in polynomialer Zeit testen kann, ob ein Graph höchstens zwei Bandbreiten hat. Der Fall bw≤3 war offen.

Ist die Komplexität des Falls bw≤3 bekannt? Was wissen wir über die Komplexität des Problems, wenn k nicht Teil der Eingabe ist, sondern eine feste Konstante von mindestens 4 ?

Referenzen wären nett.

Antworten:


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Das Bandbreitenproblem ist für alle -hart . Es wurde von Bodlaender et al. in "Jenseits der NP-Vollständigkeit für Probleme mit begrenzter Breite." Siehe das Papier .W[t]t

Andererseits ist auch bekannt, dass für jedes in der entschieden werden kann , ob ein gegebener Graph höchstens Bandbreite hat . Dies impliziert, dass das Bandbreitenproblem in . Siehe die andere Zeitung von Saxe.k O ( f ( k ) , n k + 1 ) X PkkO(f(k)nk+1)XP


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Ja, aber das beantwortet meine Frage nicht. Das Problem kann für den Fall polynomial-zeitlich bestimmbar und für jede Ebene der W- Hierarchie immer noch schwierig sein . bw≤3W
— Somnath

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Ok, meine Antwort war nicht so vollständig. Es ist auch bekannt, dass für jedes in O ( f ( k ) n k + 1 ) Zeit für jedes k entschieden werden kann , ob ein gegebener Graph höchstens k Bandbreite hat . Dies impliziert, dass das Bandbreitenproblem bei X P liegt . Siehe die andere Veröffentlichung von Saxe ( dx.doi.org/10.1137/0601042 ). Beantwortet dies den verbleibenden Teil Ihrer Frage? kkO(f(k)nk+1)kXP
— Yota Otachi

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Ich denke, dass das Paper von Saxe die Frage vollständig beantwortet. Können Sie die Antwort bearbeiten, um sie einzuschließen?
— Tsuyoshi Ito

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Ja, es beantwortet meine Frage. Vielen Dank.
— Somnath

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durch Anklicken des Häkchens links von meiner Antwort :-)
— Yota Otachi
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