We consider Colouring on graphs that are $H$-subgraph-free for some fixed graph $H$, i.e., graphs that do not contain $H$ as a subgraph. It is known that even $3$-Colouring is NP-complete for $H$-subgraph-free graphs whenever $H$ has a cycle; or a vertex of degree at least $5$; or a component with two vertices of degree $4$, while Colouring is polynomial-time solvable for $H$-subgraph-free graphs if $H$ is a forest of maximum degree at most $3$, in which each component has at most one vertex of degree $3$. For connected graphs $H$, this means that it remains to consider when $H$ is tree of maximum degree $4$ with exactly one vertex of degree $4$, or a tree of maximum degree $3$ with at least two vertices of degree $3$. We let $H$ be a so-called subdivided "H"-graph, which is either a subdivided $\mathbb{H}_0$: a tree of maximum degree $4$ with exactly one vertex of degree $4$ and no vertices of degree $3$, or a subdivided $\mathbb{H}_1$: a tree of maximum degree $3$ with exactly two vertices of degree $3$. In the literature, only a limited number of polynomial-time and NP-completeness results for these cases are known. We develop new polynomial-time techniques that allow us to determine the complexity of Colouring on $H$-subgraph-free graphs for all the remaining subdivided "H"-graphs, so we fully classify both cases. As a consequence, the complexity of Colouring on $H$-subgraph-free graphs has now been settled for all connected graphs $H$ except when $H$ is a tree of maximum degree $4$ with exactly one vertex of degree $4$ and at least one vertex of degree $3$; or a tree of maximum degree $3$ with at least three vertices of degree $3$. We also employ our new techniques to obtain the same new polynomial-time results for another classic graph problem, namely Stable Cut.


翻译:我们研究在固定图$H$的$H$-子图自由图上的着色问题,即不包含$H$作为子图的图。已知当$H$包含环、或存在度至少为5的顶点、或存在包含两个度为4的顶点的连通分支时,即使3-着色问题在$H$-子图自由图上也是NP完全的;而当$H$是最大度不超过3的森林且每个连通分支至多有一个度为3的顶点时,着色问题在$H$-子图自由图上存在多项式时间算法。对于连通图$H$,这意味着仍需考虑两种情况:$H$是恰好有一个度为4的顶点且最大度为4的树,或是至少有两个度为3的顶点且最大度为3的树。我们令$H$为所谓的细分“H”图,即细分$\mathbb{H}_0$(最大度为4、恰好有一个度为4的顶点且无度为3的顶点的树)或细分$\mathbb{H}_1$(最大度为3、恰好有两个度为3的顶点的树)。现有文献仅对部分此类情况给出了多项式时间算法或NP完全性结果。我们发展了新的多项式时间技术,能够确定所有剩余细分“H”图在$H$-子图自由图上的着色问题复杂性,从而完整分类了这两种情况。由此,对于所有连通图$H$,$H$-子图自由图上的着色问题复杂性已基本解决,仅余两种例外情形:$H$是最大度为4、恰好有一个度为4的顶点且至少有一个度为3的顶点的树;或是最大度为3、至少有三个度为3的顶点的树。我们还运用新技术为另一经典图问题——稳定割问题——获得了相同的多项式时间结果。

0
下载
关闭预览

相关内容

NeurIPS 2021 | 寻找用于变分布泛化的隐式因果因子
专知会员服务
17+阅读 · 2021年12月7日
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
NAACL 2019 | 一种考虑缓和KL消失的简单VAE训练方法
PaperWeekly
20+阅读 · 2019年4月24日
条件概率和贝叶斯公式 - 图解概率 03
遇见数学
10+阅读 · 2018年6月5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
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
1+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关VIP内容
NeurIPS 2021 | 寻找用于变分布泛化的隐式因果因子
专知会员服务
17+阅读 · 2021年12月7日
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
NAACL 2019 | 一种考虑缓和KL消失的简单VAE训练方法
PaperWeekly
20+阅读 · 2019年4月24日
条件概率和贝叶斯公式 - 图解概率 03
遇见数学
10+阅读 · 2018年6月5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
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
1+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员