A temporal graph $G$ is a sequence $(G_t)_{t \in I}$ of graphs on the same vertex set of size $n$. The \emph{temporal exploration problem} asks for the length of the shortest sequence of vertices that starts at a given vertex, visits every vertex, and at each time step $t$ either stays at the current vertex or moves to an adjacent vertex in $G_t$. Bounds on the length of a shortest temporal exploration have been investigated extensively. Perhaps the most fundamental case is when each graph $G_t$ is connected and has bounded maximum degree. In this setting, Erlebach, Kammer, Luo, Sajenko, and Spooner [ICALP 2019] showed that there exists an exploration of $G$ in $\mathcal{O}(n^{7/4})$ time steps. We significantly improve this bound by showing that $\mathcal{O}(n^{3/2} \sqrt{\log n})$ time steps suffice. In fact, we deduce this result from a much more general statement. Let the \emph{average temporal maximum degree} $D$ of $G$ be the average of $\max_{t \in I} d_{G_t}(v)$ over all vertices $v \in V(G)$, where $d_{G_t}(v)$ denotes the degree of $v$ in $G_t$. If each graph $G_t$ is connected, we show that there exists an exploration of $G$ in $\mathcal{O}(n^{3/2} \sqrt{D \log n})$ time steps. In particular, this gives the first subquadratic upper bound when the underlying graph has bounded average degree. As a special case, this also improves the previous best bounds when the underlying graph is planar or has bounded treewidth and provides a unified approach for all of these settings. Our bound is subquadratic already when $D=o(n/\log n)$.


翻译:时序图 $G$ 是在相同规模为 $n$ 的顶点集上定义的图序列 $(G_t)_{t \\in I}$。\\emph{时序探索问题}要求寻找从给定顶点出发、访问所有顶点、且在每一时间步 $t$ 要么停留在当前顶点要么移动到 $G_t$ 中相邻顶点的最短顶点序列长度。关于最短时序探索长度的界已被广泛研究。最基础的情形可能是每个图 $G_t$ 均连通且具有有界最大度数。在此设定下,Erlebach、Kammer、Luo、Sajenko 和 Spooner [ICALP 2019] 证明了存在 $\\mathcal{O}(n^{7/4})$ 时间步内完成 $G$ 探索的方案。我们通过证明 $\\mathcal{O}(n^{3/2} \\sqrt{\\log n})$ 时间步即足够,显著改进了该界。实际上,我们从更一般的结论推导出该结果。令 $G$ 的\\emph{平均时序最大度数} $D$ 为所有顶点 $v \\in V(G)$ 上 $\\max_{t \\in I} d_{G_t}(v)$ 的平均值,其中 $d_{G_t}(v)$ 表示 $v$ 在 $G_t$ 中的度数。若每个图 $G_t$ 均连通,我们证明存在 $\\mathcal{O}(n^{3/2} \\sqrt{D \\log n})$ 时间步内完成 $G$ 探索的方案。特别地,当底层图具有有界平均度数时,这给出了首个次二次上界。作为特例,当底层图为平面图或具有有界树宽时,该结果也改进了先前的最佳界,并为所有这些设定提供了统一方法。当 $D=o(n/\\log n)$ 时,我们的界已是次二次的。

0
下载
关闭预览

相关内容

【LoG2024】异质图学习进展
专知会员服务
25+阅读 · 2024年11月30日
【KDD2023】分布外图学习
专知会员服务
31+阅读 · 2023年8月17日
【ICLR2022】GNN-LM基于全局信息的图神经网络语义理解模型
专知会员服务
50+阅读 · 2021年6月2日
图节点嵌入(Node Embeddings)概述,9页pdf
专知会员服务
40+阅读 · 2020年8月22日
图节点嵌入(Node Embeddings)概述,9页pdf
专知
15+阅读 · 2020年8月22日
【NeurIPS2019】图变换网络:Graph Transformer Network
CNN 反向传播算法推导
统计学习与视觉计算组
30+阅读 · 2017年12月29日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 11月7日
VIP会员
相关VIP内容
【LoG2024】异质图学习进展
专知会员服务
25+阅读 · 2024年11月30日
【KDD2023】分布外图学习
专知会员服务
31+阅读 · 2023年8月17日
【ICLR2022】GNN-LM基于全局信息的图神经网络语义理解模型
专知会员服务
50+阅读 · 2021年6月2日
图节点嵌入(Node Embeddings)概述,9页pdf
专知会员服务
40+阅读 · 2020年8月22日
相关资讯
图节点嵌入(Node Embeddings)概述,9页pdf
专知
15+阅读 · 2020年8月22日
【NeurIPS2019】图变换网络:Graph Transformer Network
CNN 反向传播算法推导
统计学习与视觉计算组
30+阅读 · 2017年12月29日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员