Некоторые случаи полиномиальной разрешимости задачи нахождения независимой $\{K_1,K_2\}$-упаковки наибольшего веса в графе
В. В. Лепин Институт математики НАН Беларуси
Аннотация:
Пусть
$\mathcal{H}$ — фиксированное множество связных графов.
$\mathcal{H}$-упаковкой графа
$G$ называется множество
$\mathcal{S}=\{G_1,G_2,\ldots,G_m\}$ попарно не пересекающихся подграфов графа
$G,$ каждый из которых изоморфен графу из
$\mathcal{H}.$ Независимой
$\mathcal{H}$-упаковкой графа
$G$ называется
$\mathcal{H}$-упаковка
$S,$ в которой никакие два подграфа упаковки не соединены ребром графа
$G.$ Если дан граф
$G$ с весовыми функциями
$\omega_V:~V(G)\to\mathbb{N}$ и
$\omega_E:~E(G)\to\mathbb{N}$ на вершинах и ребрах и независимая
$\{K_1,K_2\}$-упаковка
$S$ графа
$G,$ то весом
$S$ называется $\sum_{v\in U}\omega_V(v)+\sum_{e\in F}\omega_E(e),$ где $U=\bigcup_{G_i\in\mathcal{S},~G_i\cong K_1}V(G_i)$ и
$F=\bigcup_{G_i\in\mathcal{S}}E(G_i).$ Рассматривается задача нахождения независимой
$\{K_1,K_2\}$-упаковки наибольшего веса.
Пусть
$C(G_1,\ldots ,G_{|V(C)|})$ обозначает граф, полученный из помеченного графа
$C$ и непомеченных графов
$G_1,\ldots ,G_{|V(C)|},$ заменой каждой вершины
$v_i\in V(C)$ графом
$G_i$ и соединением вершин
$V(G_i)$ со всеми вершинами таких множеств
$V(G_j),$ для которых
$v_iv_j\in E(C).$ Для непомеченных графов
$C,G_1,\ldots ,G_{|V(C)|},$ среди которых могут быть изоморфные, через
$\Phi_C(G_1,\ldots ,G_{|V(C)|})$ обозначают класс всех графов
$C(G_1,\ldots ,G_{|V(C)|}),$ когда берутся все возможные упорядочения вершин
$V(C).$
Пусть
$\mathcal{B,C}$ — классы простых графов такие, что
$K_1\in \mathcal{B}\backslash \mathcal{C}.$ Простой рекурсивно-порождаемый класс
$I(\mathcal{B,C})$ — это класс графов, который определяется индуктивно следующим образом: (1) все графы
$\mathcal{B}$ принадлежат
$I(\mathcal{B,C});$ (2) если
$C\in \mathcal{C}$ и
$\{G_1,\ldots ,G_{|V(C)|}\}\subseteq$ $\subseteq I(\mathcal{B,C}),$ то все графы
$\Phi_C(G_1,\ldots ,G_{|V(C)|})$ принадлежат
$I(\mathcal{B,C}).$
Представлен алгоритм, который решает задачу о взвешенной независимой
$\{K_1,K_2\}$-упаковке графа в классе $I(\{K_1\}, \mathcal{G}_1\cup \mathcal{G}_2\cup \mathcal{G}_3\cup \mathcal{G}_4),$ где
$\mathcal{G}_1$ — простые расщепляемые графы,
$\mathcal{G}_2$ — простые деревья,
$\mathcal{G}_3$ — простые унициклические графы,
$\mathcal{G}_4$ — простые co-gem-свободные графы. Временная сложность алгоритма
$O(n^2m),$ где
$n=|V(G)|$ и
$m=|E(G)|.$
УДК:
519.1 Поступила в редакцию: 30.10.2016