Твердость параметризованной CLIQUE?


17

Пусть 0≤p≤1 и рассмотрим решение задачи

CLIQUE Ввод: целое числоp
s , граф G с t вершинами и края Вопрос: действительно содержит клику по крайней мере вершинами?⌈p(t2)⌉
Gs

Экземпляр CLIQUE содержит пропорцию от всех возможных ребер. Ясно, что CLIQUE легко для некоторых значений . CLIQUE содержит только полностью отключенные графы, а CLIQUE содержит полные графы. В любом случае CLIQUE может быть определено за линейное время. С другой стороны, для значений близких к , CLIQUE является NP-трудной по сокращению от самой CLIQUE: по существу, достаточно взять несвязное объединение с графом Турана ,pppp01pp1/2p T(t,s−1)

Мой вопрос:

Является ли CLIQUE в PTIME или NP-полной для каждого значения ? Или есть значения для которых CLIQUE имеет промежуточную сложность (если P ≠ NP)?pppp

Этот вопрос возник из смежного вопроса для гиперграфов, но сам по себе он кажется интересным.


1
интересный вопрос!
— Суреш Венкат

Является ли pa действительным числом от 0 до 1, или p может быть функцией от t?
— Робин Котари

@ Робин: Я не уточнил, оба были бы интересны.
— Андрас Саламон

3
Если доля ребер является верхней границей (а не требованием точного подсчета или нижней границей), то для любой константы эта проблема является NP-трудной путем сокращения из CLIQUE: добавьте достаточно большой набор изолированных вершин , Требуется ли, чтобы число ребер было равно заданному выражению? Или что за очевидную вещь мне не хватает? :-)0<p<1
— gphilip

1
@gphilip: Как вы указали, сокращение происходит немедленно, если пропорция является только верхней границей; Вот почему вопрос сформулирован с точки зрения точной пропорции.
— Андрас Саламон

Ответы:


14

Я предполагаю, что число в определении задачи CLIQUEpточно равно числу ребер в графе, в отличие от комментария gphilip к вопросу.⌈п(T2)⌉

Задача CLIQUE p является NP-полной для любой рациональной константы 0 < p <1 путем сокращения от обычной задачи CLIQUE. (Предположение, что p рационально, требуется только для того, чтобы можно было вычислить из N за время от полинома от N. )⌈пN⌉

Пусть k ≥3 - целое число, удовлетворяющее как k 2 ≥1 / p, так и (1−1 / k ) (1−2 / k )> p . Для графа G с n вершинами и m ребрами вместе с пороговым значением s редукция работает следующим образом.

  1. Если s < k , мы решаем задачу CLIQUE за время O ( n s ). Если есть клика размером не менее s , мы создаем фиксированный экземпляр yes. В противном случае мы производим фиксированный no-instance.
  2. Если n < s , мы создаем фиксированный no-instance.
  3. Если n ≥ s ≥ k , мы добавляем в G a ( k −1) -двойственный граф, где каждое множество состоит из n вершин, которые имеют точно ребер, иполучимэтот граф.⌈п(NК2)⌉-м

Обратите внимание, что случай 1 занимает время O ( n k −1 ), которое является полиномиальным от n для каждого p . Случай 3 возможен потому, что если n ≥ s ≥ k , то неотрицательна и непревосходитчисла ребер в полном (k−1) -раздельном графе Kn,…,n,как показано в следующих двухпунктахформулы изобретения.⌈п(NК2)⌉-м

П.1 . .⌈п(NК2)⌉-м≥0

Доказательство . Поскольку достаточно доказатьp ( nk)м≤(N2) или, что то же самое,pnk(nk −1) ≥n(n −1). Посколькуp≥ 1 /k2, имеемpnk(nk −1) ≥n(n −1 /k) ≥n(n −1). КЕД.п(NК2)≥(N2)

П.2 . . (Обратите внимание, что правая часть - это число ребер в полном (k − 1) -раздельном графе Kn,…,n.)⌈п(NК2)⌉-м<N2(К-12)

Доказательство . Поскольку и m ≥ 0, достаточно доказать p ( n k⌈Икс⌉<Икс+1п(NК2)+1≤N2(К-12)

N2(К-1)(К-2)-пNК(NК-1)-2
≥N2(К-1)(К-2)-N(N-1К)(К-1)(К-2)-2
знак равноNК(К-1)(К-2)-2≥(К-1)(К-2)-2≥0.

Редактировать : в Редакции 1 произошла ошибка; иногда требовался граф с отрицательным числом ребер (когда p было маленьким). Эта ошибка исправлена.


это ближе всего к конкретной фразе, так что спасибо за решение. Случай 3 наиболее близок к тому, что я имел в виду. Однако я не слежу за расчетами - не могли бы вы немного расширить?
— Андрас Саламон

@ Андрас Саламон: Готово.
— Цуёси Ито

15

пTпжурнал4⁡Tsжурнал2⁡TTжурнал2⁡T

журнал2⁡T

п

Используя наш сайт, вы подтверждаете, что прочитали и поняли нашу Политику в отношении файлов cookie и Политику конфиденциальности.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.