Isomorfisme subgraph yang tidak sempurna

15

Pertimbangkan masalah berikut: Diberikan grafik kueri G=(V,E) dan grafik referensi , kami ingin menemukan pemetaan injeksi yang meminimalkan jumlah ujung-ujungnya ( v 1 , v 2 ) E sedemikian sehingga ( f ( v 1 ) , f ( v 2 ) ) E . Ini adalah generalisasi dari masalah isomorfisme subgraphf : V V G=(V,E)f:VV(v1,v2)E(f(v1),f(v2))Edi mana kita membiarkan subgraf menjadi isomorfik hingga beberapa tepi yang hilang dan ingin menemukan cara untuk meminimalkan jumlah tepi yang hilang.

(v1,v2)V2w(v1,v2)(v1,v2)E)Gv1,v2(max(0,w(v1,v2)w(f(v1),f(v2))))max ada untuk hanya menghukum bobot dari grafik kueri yang lebih besar dari pada grafik referensi).

Pertanyaan saya adalah: Apakah masalah ini sudah dipelajari? Apakah itu memiliki nama yang terkenal? Apakah ada algoritma perkiraan yang diketahui efisien?

Motivasi dari masalah ini (terlepas dari kenyataan bahwa itu tampak seperti generalisasi alami dari masalah isomorfisme subgraph) adalah bahwa itu adalah cara yang bagus untuk membuat rencana tabel untuk pesta: grafik kueri adalah grafik tamu dengan bobot tepi mewakili sejauh mana dua orang ingin berinteraksi, grafik referensi memiliki kursi meja sebagai simpul dan bobot tepi menunjukkan sejauh mana komunikasi dimungkinkan, solusi dari masalah adalah pemetaan dari orang ke kursi meja yang menghormati struktur sosial untuk sejauh mungkin.

a3nm
sumber
Mengapa Anda perlu "diinduksi" dalam judul?
Yota Otachi
@Yota Otachi: Karena saya kacau. Terima kasih!
a3nm

Jawaban:

7

Masalah Anda adalah Maksimum Common Edge Subgraph Problem (Max CES) yang didefinisikan sebagai berikut: diberi dua grafik dan G , cari grafik H dengan jumlah ujung maksimum yang isomorfik ke subgraf G dan ke subgraf G .GGHGG

Bukti : Anda menemukan subgraf dari G isomorfik ke subgraf G , di mana | E G | - | E H | diminimalkan. Sejak | E G | adalah invarian dari G , | E G | - | E H | diminimalkan jika dan hanya jika | E H | dimaksimalkan. Jelaslah, H isomorfis untuk subgraf G dan subgraf GHGG|EG||EH||EG|G|EG||EH||EH|HG . QEDG

Aproksimasi. Dalam tesis Ph.D dari Kann, saya menemukan deskripsi "tidak diketahui dapat diperkirakan dalam konstanta" [3] (hal. 115). Dalam makalah baru-baru ini oleh Bahiense et al. [1], disebutkan bahwa jika dan | V G | tidak harus sama, masalahnya menjadi APX-keras. Tetapi kutipan untuk hasil ini adalah komunikasi pribadi yang tidak dipublikasikan [2].|VG||VG|

  1. L. Bahiense, G. Manic, B. Piva, CC de Souza. Masalah subgraph tepi umum maksimum: Investigasi polihedral. Matematika Terapan Diskrit, untuk muncul. doi: 10.1016 / j.dam.2012.01.026
  2. MM Halldorsson, Komunikasi pribadi, naskah yang tidak diterbitkan, 1994.
  3. V. Kann. Tentang Perkiraan Masalah Optimalisasi NP-lengkap. Ph.D. Tesis, laporan NADA TRITA-NA-9206, 1992. http://www.nada.kth.se/~viggo/papers/phdthesis.pdf
Yota Otachi
sumber
Sepertinya ini memang setara dengan masalah saya. Terima kasih banyak! Apakah Anda mengetahui hasil pada versi tertimbang dari Max CES?
a3nm
maxv1,v2max()v1,v2max(), right?
Yota Otachi
Yes, the sum is more natural if we want to generalize the unweighted case, though I guess it could make sense to minimize the sum of squares or any function of the weight difference.
a3nm
Thanks for editing. I agree, it's natural to use the sum of weight differences (or any function on it) as penalty.
Yota Otachi