) алгоритм для задачи K-клики

15

Проблема клики - это хорошо известная неполная задача где размер требуемой клики является частью входных данных. Однако задача k-клики имеет тривиальный алгоритм полиномиального времени ( O ( n k ), когда k является постоянным). Меня интересуют самые известные верхние границы, когда k является постоянным.NPO(nk)k

Есть ли алгоритм с временем выполнения ? О ( п к ) -time алгоритм также является приемлемым. Кроме того, есть ли теоретико-сложное следствие для существования таких алгоритмов?O(nk1)o(nk)

Мухаммед Аль-Туркистани
источник

Ответы:

20

3-клика может быть найдена в вершинном графе G за время O ( n ω ) , где ω < 2.376 - показатель умножения матриц, а в пространстве O ( n 2 ) - результат Итай и Роде [1] , По сути, они показывают, что G содержит треугольник тогда и только тогда, когда ( A ( G ) ) 3 имеет ненулевую запись на своей главной диагонали. Поскольку треугольник также является циклом C 3nGО(Nω)ω<2,376О(N2)грамм(A(грамм))3С3, можно использовать общие методы поиска цикла для обнаружения треугольников. Алон, Юстер и Цвик показывают, как треугольники могут быть обнаружены на графе граней за O ( m 2 ω / ( ω + 1 ) ) = O ( m 1,41 ) время [6].мО(м2ω/(ω+1))знак равноО(м1,41)

Долгое время результаты Несетрила и Поляка [2] были самыми известными; они показали, что число клик размером может быть найдено во времени O ( n ω k ) и O ( n 2 k ) пространстве. Наконец, Эйзенбранд и Грандони [3] улучшили результаты Несетрила и Поляка для ( 3 k + 1 ) -клика и ( 3 k + 2 ) -клика для малых значений k . В частности, они дали алгоритмы для нахождения кликов размером 4, 5 и 7 во времени O3kO(nωk)O(n2k)(3k+1)(3k+2)k , O ( n 4.220 ) и O ( n 5.714 ) соответственно.O(n3.334)O(n4.220)O(n5.714)

Насколько я знаю, для общих проблема разработки лучших алгоритмов является открытой. Для возможных последствий или теоретических соображений сложности Дауни и его коллеги (см., Например, [4]) показали, что k- клик с параметром k является W [ 1 ] -твердым. Класс W [ 1 ] обозначает класс параметризованных задач решения, сводимых к CLIQUE с параметризованными редукциями. Считается, что CLIQUE не трактуется с фиксированными параметрами. Существуют сотни других проблем, которые, как известно, эквивалентны CLIQUE при параметризованных сокращениях. Кроме того, Фейге и Килиан [5, раздел 2] имеют результат, говорящий, что когда кkkkW[1]W[1]kявляется частью входных данных и , тогда алгоритм polytime вряд ли будет существовать.klogn

Если вы рассматриваете некоторые классы ограниченных графов, вы можете решить эту проблему за линейное время на хордовых графах. Просто вычислите дерево кликов хордального графа за O ( n + m ) времени, а затем проверьте, имеет ли клика любой размер точно k . На плоских графах также можно найти треугольники за O ( n ), используя методы из [6].GO(n+m)kO(n)


[1] Итай, Алон и Майкл Родех. «Нахождение минимальной схемы на графике». SIAM Journal of Computing 7.4 (1978): 413-423.

[2] Нешетржил, Ярослав и Сватоплук Поляк. «О сложности подграфа». Commentationes Mathematicae Universitatis Carolinae 26.2 (1985): 415-419.

[3] Эйзенбранд, Фридрих и Фабрицио Грандони. «О сложности фиксированного параметра клика и доминирующего множества». Теоретическая информатика 326.1 (2004): 57-67.

[4] Дауни Р.Г. и Майкл Р. Товарищи. «Основы параметризованной сложности». Тексты по информатике, Springer-Verlag (2012).

[5] Фейге, Уриэль и Килиан, Джо. «Об ограниченном и полиномиальном недетерминизме». Чикагский журнал теоретической информатики. (1997)

[6] Алон, Нога, Рафаэль Юстер и Ури Цвик. «Нахождение и подсчет заданных циклов длины». Algorithmica 17.3 (1997): 209-223.

Юхо
источник