Sur la complexité de la minimisation de la bande passante

14

Le problème de bande passante du graphique est défini comme suit. Étant donné un graphe , une disposition de est un mappage un à un des sommets de sur les entiers . La largeur de bande de est définie commeG=(V,E) G G { 1 , , | V | } ffGG{1,,|V|}f

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

La largeur de bande de G , notée bw(G) , est définie comme la largeur de bande minimale d'une disposition, le minimum étant pris en compte dans toutes les dispositions possibles.

La question de décision est: étant donné un graphe G et un entier k , est bw(G)k ?

Ce problème est connu pour être NP-complet même pour les arbres de degré trois maximum [ Résultats de complexité pour la minimisation de la bande passante . Garey, Graham, Johnson et Knuth, SIAM J. Appl. Math., Vol. 34, n ° 3, 1978]. Les auteurs montrent que l'on peut tester si un graphe a une bande passante au plus deux en temps polynomial. L'affaire bw3 était ouverte.

La complexité de l'affaire bw3 connue? Que savons-nous de la complexité du problème lorsque k ne fait pas partie de l'entrée mais une constante fixe au moins 4 ?

Les références seraient bien.

Somnath
la source

Réponses:

16

Le problème de largeur de bande est -hard pour tout . Cela a été démontré par Bodlaender et al. dans "Au-delà de l'exhaustivité NP pour les problèmes de largeur limitée." Voir le papier .tW[t]t

D'autre part, on sait également que pour tout , le fait qu'un graphe donné ait ou non une bande passante au plus peut être décidé en temps . Cela implique que le problème de bande passante est dans . Voir l' autre article de Saxe.kkO(F(k)nk+1)XP

Yota Otachi
la source
2
Oui, mais cela ne répond pas à ma question. Le problème peut être décidable en temps polynomial pour le cas et être toujours difficile à tous les niveaux de la hiérarchiebw3W
Somnath
2
D'accord, ma réponse n'était pas si complète. On sait également que pour tout , le fait qu'un graphe donné ait ou non une bande passante au plus peut être décidé en temps pour tout . Cela implique que le problème de bande passante est dans . Voir un autre article de Saxe ( dx.doi.org/10.1137/0601042 ). Est-ce que cela répond à la partie restante de votre question? kkO(F(k)nk+1)kXP
Yota Otachi
2
Je pense que l'article de Saxe répond complètement à la question. Pouvez-vous modifier la réponse pour l'inclure?
Tsuyoshi Ito
1
Oui, cela répond à ma question. Merci beaucoup.
Somnath
1
en cliquant sur la coche à gauche de ma réponse :-)
Yota Otachi