Na złożoność minimalizacji przepustowości

14

Problem przepustowości wykresu jest zdefiniowany następująco. Biorąc pod uwagę wykres G=(V,E) , A układ f z jest mapowanie jeden do jednego z wierzchołków na całkowite . Pasma określa się jakoG { 1 , , | V | } fGG{1,,|V|}f

bw(f)=max{|f(u)f(v)|{u,v}E} .

Pasmo G , oznaczoną bw(G) jest zdefiniowany jako minimalna szerokość pasma układu minimalna przejmowane wszystkich możliwych układów.

Pytanie decyzyjne brzmi: biorąc pod uwagę wykres G i liczbę całkowitą k , czy bw(sol)k ?

Ten problem jest znany jako NP-zupełny nawet dla drzew o maksymalnym stopniu trzecim [ Wyniki złożoności dla minimalizacji przepustowości . Garey, Graham, Johnson and Knuth, SIAM J. Appl. Math., Vol. 34, nr 3, 1978]. Autorzy pokazują, że można sprawdzić, czy wykres ma szerokość pasma co najwyżej dwa w czasie wielomianowym. Sprawa bw3) była otwarta.

Czy złożoność sprawy bw3) znane? Co wiemy o złożoności problemu, gdy k nie jest częścią danych wejściowych, ale stałą stałą co najmniej 4 ?

Referencje byłyby miłe.

Somnath
źródło

Odpowiedzi:

16

Problem z przepustowością jest twardy dla wszystkich . Zostało to pokazane przez Bodlaender i in. w „Powyżej kompletności NP dla problemów z ograniczoną szerokością”. Zobacz artykuł .W[t]t

Z drugiej strony wiadomo również, że dla dowolnego , o tym, czy dany wykres ma szerokość pasma co najwyżej można zdecydować w czasie . Oznacza to, że problem z przepustowością występuje w . Zobacz kolejny artykuł Saxe.kkO(f(k)nk+1)XP

Yota Otachi
źródło
2
Tak, ale to nie odpowiada na moje pytanie. Problem może być decyzyjny wielomian czasu dla przypadku i nadal być trudne dla każdego poziomu W -hierarchy. bw3)W.
Somnath
2
Ok, moja odpowiedź nie była tak kompletna. Wiadomo również, że dla każdego , czy dana wykres ma przepustowość najwyżej k może być określana w O ( F ( k ) n k + 1 ) czas dla każdego k . Oznacza to, że problem jest w pasmo X P . Zobacz inny artykuł Saxe ( dx.doi.org/10.1137/0601042 ). Czy to odpowiada na pozostałą część twojego pytania? kkO(fa(k)nk+1)kXP.
Yota Otachi,
2
Myślę, że praca Saxe całkowicie odpowiada na pytanie. Czy możesz edytować odpowiedź, aby ją uwzględnić?
Tsuyoshi Ito
1
Tak, to odpowiada na moje pytanie. Dzięki wielkie.
Somnath
1
klikając znacznik wyboru po lewej stronie mojej odpowiedzi :-)
Yota Otachi