La corrispondenza massima M con la condizione G [M] è libera da 2K_2


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C'è qualcosa in letteratura vicino al seguente problema:

Dato un grafico bipartito con bipartizione bilanciata { U , W } , esiste una corrispondenza perfetta M in G tale che per ogni 2 bordi u 1 w 1 , u 2 w 2M , c'è un bordo u 1 w 2 o bordo u 2 w 1 (o entrambi) in G ?G(V,E){U,W}MGu1w1,u2w2Mu1w2u2w1G

In altre parole, esiste una corrispondenza perfetta tale che il sottografo indotto G [ M ] è privo di 2 K 2 . (Con bilanciamento del bipartition, intendevo | U | = | W | .)MG[M]2K2|U|=|W|

La condizione extra è qualcosa di simile a un estremo opposto di quello utilizzato nel problema di abbinamento indotto. Un altro forse correlato è il problema di trovare la corrispondenza massima tra le dimensioni nel grafico bipartito G in modo tale che la contrazione dei bordi in M minimizzi il numero di bordi rimasti nel grafico.MGM

Ho controllato l'elenco dei problemi relativi alla corrispondenza forniti da Plummer in Matching e vertice: quanto sono "difficili"? senza successo.

PS: Questo problema è un caso speciale di questo problema decisionale: - Per un dato , esiste una corrispondenza massima M di un grafico bipartito G tale che G [ M ] è 2 K 2 -free e | M | > k . Se il grafico di input è bilanciato bipartito e k = | U | , otteniamo il problema sopra riportato.kNMGG[M]2K2|M|>kk=|U|

Grazie.


la corrispondenza perfetta potrebbe non essere la parola corretta. In pratica stiamo chiedendo se esiste una corrispondenza massima con dimensione con la proprietà menzionata. |U|
Cyriac Antony,

In un certo senso, stiamo chiedendo qualcosa di opposto a quello che viene chiamato un forte abbinamento. Una forte corrispondente in un grafico G è una M corrispondente in modo tale che non vi siano spigoliMGM collega due bordi qualsiasi di MGM
Cyriac Antony

Siamo spiacenti, di G[M] , intendevo la sottografia di indotta dai vertici 'in' MGM
Cyriac Antony

Risposte:


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Sorpresa! (per me).
Questo tipo di abbinamento è già studiato in letteratura. Sono chiamati abbinamenti collegati .

Furono introdotti da Plummer, Stiebitz e Toft nel loro studio sulla congettura di Hadwiger. Vedi il capitolo "Connected Matchings" di Cameron nel libro "Combinatorial Optimization - Eureka, You Shrink!"

Lo stato delle corrispondenze connesse nei grafici bipartiti (non necessariamente bilanciato) è aperto per quanto ne sappia ( aggiornerò ). La versione ponderata del problema è NP-completa per i grafici bipartiti. Il problema è il tempo polinomiale risolvibile per i grafici bipartiti cordali.

Aggiornamento: il problema è NP-completo per grafici bipartiti bilanciati (cioè, il problema esatto posto nella domanda). Ciò è dimostrato nel documento " Capacità multitasking: risultati di durezza e costruzioni migliorate " di Alon et al. Riferiscono anche che trovare la dimensione di una corrispondenza più grande connessa è difficile approssimare entro un fattore di n1ϵ meno che NP = co-RP.

Note aggiunte in precedenza (conservate per le persone interessate):
" Corrispondenze connesse in grafici bipartiti cordali " di Jobson et al. (doi: https://doi.org/10.1016/j.disopt.2014.06.003 ) e " Corrispondenze connesse in famiglie speciali di grafici " di Caragianis (tesi) sono due riferimenti notevoli.


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C'è un altro modo di porre questa domanda. Esiste una perfetta corrispondenza di un grafico bipartito bilanciato G tale che ogni coppia di spigoli in M si trova esattamente ad una distanza 1 l'una dall'altra in G ? (La distanza tra i bordi e ed e ' è la lunghezza di un percorso più breve da un vertice di e a un vertice di e ' ).MGMG
eeee

A causa di ciò, la condizione aggiuntiva si riduce alla ricerca di un sottoinsieme di vertici dal grafico a linee di G che sono a coppie esattamente a una distanza esattamente 2. Quindi il problema di trovare un set di dimensioni massime di vertici a distanza esattamente 2 da ciascuno l'altro è un problema candidato (essere vicino al problema in questione). Nel recente articolo sugli aspetti algoritmici del subcolore forte (di MA Shalu, S. Vijayakumar, S. Devi Yamini e TP Sandhya), definiscono questo problema un insieme forte.L(G)G

È noto che il problema del set forte è NP-completo in alcune classi di grafici. Non conosco il suo stato sui grafici a linee dei grafici bipartiti. Il documento afferma che è NP completo su grafici bipartiti. Il nostro interesse qui sarà nella classe dei grafici a linee dei grafici bipartiti.


modificato per correggere un errore; Pensavo che i grafici a linee dei grafici bipartiti fossero bipartiti. :)
Cyriac Antony

Penso che dovrebbe esserci un +1 nella tua definizione di distanza tra i bordi (secondo la definizione corrente i bordi di M sarebbero alla distanza 1 poiché c'è un bordo --- un percorso di lunghezza 1 --- che collega ogni coppia di bordi di M, ma in realtà intendi la distanza 2).
Florent Foucaud,

corretto come "i bordi ... sono a distanza 1 l'uno dall'altro". Grazie @Florent Foucaud
Cyriac Antony

Funziona, ma ora purtroppo la tua "distanza dai bordi" non corrisponde alla distanza dei vertici dei vertici corrispondenti nel grafico a linee.
Florent Foucaud,

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Per rendere la modellazione più vicina al tuo problema, ricorda che una corrispondenza massima in un grafico corrisponde a un set indipendente massimo nel suo grafico a linee. Pertanto, nel grafico a linee stai cercando un set forte che sia anche un set massimo indipendente (in particolare, deve anche essere un set dominante).
Florent Foucaud,
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