Algoritmos de aproximação para o Conjunto Independente Máximo em classes especiais de gráficos

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Sabemos que é difícil aproximar o Conjunto Independente Máximo (MIS) dentro de um fator de para qualquer menos que P = NP. Quais são algumas classes especiais de gráficos para as quais são conhecidos melhores algoritmos de aproximação?n1-ϵϵ>0 0

Quais são os gráficos pelos quais os algoritmos de tempo polinomial são conhecidos? Eu sei que para gráficos perfeitos isso é conhecido, mas existem outras classes interessantes de gráficos?

Arindam Pal
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A versão exata (sem aproximação) desta pergunta: cstheory.stackexchange.com/q/2503/109
András Salamon

Respostas:

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Existe uma lista realmente impressionante de todas as classes gráficas conhecidas que possuem algoritmos não triviais para o MIS: consulte esta entrada no site das classes gráficas.

Suresh Venkat
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Essa lista visa exclusivamente algoritmos exatos. Na aproximação, a classe principal pode ser o PTAS em gráficos planares, gráficos de gênero limitado e gráficos livres de H menor.
Yixin Cao
Obrigado Suresh. A lista é bastante abrangente. Agradecemos também a Yan pelos resultados da aproximação.
Arindam Pal
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as referências correspondentes são: Brenda S. Baker: algoritmos de aproximação para problemas NP-completos em gráficos planares. J. ACM 41 (1): 153-180 (1994); David Eppstein: Diâmetro e largura de árvore em famílias de gráfico menor e fechado. Algorithmica 27 (3): 275-291 (2000); Erik D. Demaine, Mohammad Taghi Hajiaghayi, Ken-ichi Kawarabayashi: Teoria menor do gráfico algorítmico: Decomposição, Aproximação e Coloração. FOCS 2005: 637-646. Veja também: courses.csail.mit.edu/6.889/fall11/lectures/L08.html e courses.csail.mit.edu/6.889/fall11/lectures/L09.html
Christian Sommer
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Não tenho uma boa visão geral desse problema, mas posso dar alguns exemplos. Um algoritmo de aproximação simples seria encontrar uma ordem dos nós e selecionar avidamente os nós que estão no conjunto independente se nenhum de seus vizinhos anteriores tiver sido selecionado no conjunto independente.

ddn1-ϵ

Existem algumas outras técnicas para aproximações que também funcionam, mas eu não as conheço bem. Veja: http://en.wikipedia.org/wiki/Baker%27s_technique e http://courses.engr.illinois.edu/cs598csc/sp2011/Lectures/lecture_7.pdf

Para os algoritmos polinomiais que resolvem exatamente os problemas O link fornecido por Suresh é o melhor. Quais classes de gráficos mais interessantes são difíceis de dizer.

kO(2kn)kO(registron)

Martin Vatshelle
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Como Mohammad Al-Turkistany disse em sua resposta, os gráficos planares cúbicos são um daqueles gráficos não perfeitos em que conjuntos independentes podem ser aproximados. Todos os gráficos planares apresentam degenerescência no máximo 5, e os gráficos do gênero k apresentam degenerescência O (k) e, portanto, um conjunto independente pode ser aproximado.
Martin Vatshelle 10/11/2012
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Para a classe de gráficos planares cúbicos, este artigo, Um algoritmo de aproximação para o problema de conjunto independente máximo em gráficos planares cúbicos de Elarbi Choukhmane e John Franco, fornece um algoritmo de aproximação de tempo polinomial. O fator de aproximação de seu algoritmo é 6/7.

Mohammad Al-Turkistany
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Isso já era obsoleto pela técnica de Baker (FOCS'83) na época em que foi publicada em 1986
David Eppstein
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Eu não verifiquei as respostas acima, então peço desculpas se houver uma sobreposição. Aqui está um caso especial em que você pode resolvê-lo exatamente em tempo polinomial. Se o seu gráfico G for um gráfico de linhas , execute um algoritmo de tempo polinomial para encontrar o gráfico raiz H e, em seguida, encontre uma correspondência máxima em H.

Babis Tsourakakis
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Os gráficos de linhas e o complemento de gráficos de linhas são polinomiais e estão cobertos pela lista fornecida por Suresh Venkat.
Martin Vatshelle
3

Nos gráficos de interseção geométrica, existem várias aproximações interessantes, PTASs e algoritmos exatos sub-exponenciais. Consulte o artigo da Wikipedia Conjunto Máximo Disjoint para uma pesquisa.

Erel Segal-Halevi
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