We investigate string graphs through the lens of graph product structure theory, which describes complicated graphs as subgraphs of strong products of simpler building blocks. A graph $G$ is called a string graph if its vertices can be represented by a collection $\mathcal{C}$ of continuous curves (called a string representation of $G$) in a surface so that two vertices are adjacent in $G$ if and only if the corresponding curves in $\mathcal{C}$ cross. We prove that every string graph with bounded maximum degree in a fixed surface is isomorphic to a subgraph of the strong product of a graph with bounded treewidth and a path. This extends recent product structure theorems for string graphs. Applications of this result are presented. This product structure theorem ceases to be true if the `bounded maximum degree' assumption is relaxed to `bounded degeneracy'. For string graphs in the plane, we give an alternative proof of this result. Specifically, we show that every string graph in the plane has a `localised' string representation where the number of crossing points on the curve representing a vertex $u$ is bounded by a function of the degree of $u$. Our proof of the product structure theorem also leads to a result about the treewidth of outerstring graphs, which qualitatively extends a result of Fox and Pach [Eur. J. Comb. 2012] about outerstring graphs with bounded maximum degree. We extend our result to outerstring graphs defined in arbitrary surfaces.


翻译:本文从图乘积结构理论的视角研究弦图,该理论将复杂图描述为简单构建块强乘积的子图。若图$G$的顶点可由曲面上一族连续曲线(称为$G$的弦表示)$\mathcal{C}$表示,且两个顶点在$G$中相邻当且仅当$\mathcal{C}$中对应曲线相交,则称$G$为弦图。我们证明:在固定曲面中,每个具有有界最大度的弦图同构于一个有界树宽图与一条路径的强乘积的子图。这扩展了近期弦图的乘积结构定理。本文展示了该结果的应用。若将‘有界最大度’假设放宽为‘有界退化度’,该乘积结构定理不再成立。对于平面弦图,我们给出了该结果的另一种证明:具体而言,我们证明每个平面弦图具有‘局部化’弦表示,其中表示顶点$u$的曲线上的交点数受$u$的度数的函数约束。乘积结构定理的证明还导出了关于外弦图树宽的结果,这从定性角度扩展了Fox与Pach [Eur. J. Comb. 2012]关于有界最大度外弦图的结论。我们将结果进一步推广到任意曲面定义的外弦图。

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