Steiner Tree问题的研究进展

Steiner树问题是经典的NP难解问题,在计算机网络布局、电路设计以及生物网络等领域都有很多应用.随着参数计算理论的发展,已经证明了无向图和有向图中的Steiner树问题都是固定参数可解的(FPT).介绍了无向图和有向图中Steiner树问题的近似算法和参数算法,分析了一些特殊Steiner树问题的研究现状,还讨论了顶点加权Steiner树问题的研究进展.最后,提出了该问题的进一步研究方向.     

Steiner Tree问题的研究进展

Steiner树问题是经典的NP难解问题,在计算机网络布局、电路设计以及生物网络等领域都有很多应用。随着参数计算理论的发展,已经证明了无向图和有向图中的Steiner树问题都是固定参数可解的(FPT)。介绍了无向图和有向图中Steiner树问题的近似算法和参数算法,分析了一些特殊Steiner树问题的研究现状,还讨论了顶点加权Steiner树问题的研究进展。最后,提出了该问题的进一步研究方向。     

支配问题的研究进展

复杂性理论中,支配问题是一类重要的问题,被广泛应用于资源分配、电话交换网络和无线传感器网络等领域。支配问题主要包括点支配集(VDS)问题和边支配集(EDS)问题两大类。人们利用动态规划、加权分治等技术对VDS和EDS问题的精确算法进行设计与分析,并通过将EDS问题转化为边覆盖集问题提出了EDS问题的近似算法。近年来对参数化支配问题做了大量研究。目前已经证明了平面图中VDS问题和一般图中EDS问题都是固定参数可解的(FPT)。利用树分解和分支搜索等技术,人们分别对平面图VDS问题和一般图EDS问题提出了一系列FPT算法。文中对VDS和EDS问题进行了分类,给出了每类问题的具体定义及其相关算法介绍,此外还对矩阵支配集问题进行了简单介绍,并提出了支配问题研究中值得关注的几个方面。     

带权无向图中反馈顶点集的固定参数枚举算法

反馈顶点集(FVS)问题是一个经典的NP-完全问题,在很多领域有重要的应用.人们对该问题进行了大量的研究,但目前还没有有效的算法枚举带权无向图的反馈顶点集.文中通过对带权无向图中反馈顶点集问题的结构的深入分析,给出了一个有效的基于分支搜索技术的固定参数枚举算法.算法将反馈顶点集问题转化为反馈边集问题,通过枚举z个权值最大的森林来枚举z个权值最小的含k条边的反馈边集,从而得到z个权值最小的含k个顶点的反馈顶点集,算法时间复杂度为O(5kn2(logn+k)+3kz(n2logn+z)).     

低度图的点覆盖和独立集问题下界改进

给出了一种提高低度图点覆盖和独立集问题下界的精确算法．通过分析如何有效地减少图中的顶点来打破原问题的NP-Hard结构建立起搜索递推关系;得出3度图的最小点覆盖问题的解决时间为O(1．1033^n),参数化的3度图点覆盖问题的解决时间为O(kn 1．2174^k);将此算法应用到3度图的最大独立集问题上,可以得到运行时间为O(1．1033^n)的解．以上3结果均打破原有最佳下界。     

有向图连通支配集求解算法

定义了有向图指定源点连通支配集问题。借助参数算法中的技术设计了针对该问题的规约规则,通过规约规则的实施来降低原问题的规模;随后又设计了近似算法在规约后的有向图中求出一个较小的连通支配集;最后结合规约规则带来的一些良好特性设计了优化规则,通过优化变换的实施进一步缩减由近似算法求得的连通支配集。不同模型随机图上的模拟实验表明这些规则和算法是有效的。     

控制集与部分控制集问题的原始-对偶算法

图的控制集问题是一类应用广泛的组合最优化问题。本文利用控制集和部分控制集问题的整数规划模型和原始-对偶方法,分别给出这两个问题近似度为△＋1的近似算法（△为图中顶点最大度）。     

图论中最大独立集问题的精确算法

独立集问题是图论和组合数学中常见的NP-hard问题,在许多领域都有着重要的应用。分支降阶是目前广泛用于设计精确算法求解NP-hard问题的技术之一,主要通过快速降阶、分支及递归求解原问题及其子问题。针对图论中最大独立集问题设计了一个分支降阶算法,并通过增加快速降阶规则来降低算法的时间复杂度,最终通过分析得出一个时间复杂度为[O(1.285n)]的精确算法,该算法在理论上得到了一般图的最大独立集的最优解。     

一种基于检索结果集的图像检索相关反馈算法

基于内容的图像检索相关反馈方法大都把着眼点放在调整用户反馈和修改系统的查询策略上,忽略研究每轮检索结果包含的丰富信息。本文基于移动查询点算法,提出截取部分检索结果作为检索结果集,在结果集中使用SVM方法并以系统交互过程的记忆为辅助得到最终结果的方法。由对比实验表明,本文的方法比传统反馈方法具有更高的查准率和查全率。     

Set Cover和Hitting Set问题的研究进展

Set Cover和Hitting Set问题是两个重要的W[2]完全问题。Set Cover问题在大规模集成电路设备的测试和人员调度等领域有着广泛的应用,Hitting Set问题在生物计算等领域有着重要的应用。在引入参数计算和复杂性理论后,Set Cover和Hitting Set问题再次成为研究的热点。首先介绍Set Cover和Hitting Set的各种分类问题及其定义,并对各种分类问题的计算复杂性和相关算法的研究进展加以分析总结,给出(k,h)-Set Cover和(k,d)-Set Cover问题的复杂性证明。最后总结全文并提出进一步研究的方向。     

On the Minimum Feedback Vertex Set Problem: Exact and Enumeration Algorithms

We present a time algorithm finding a minimum feedback vertex set in an undirected graph on n vertices. We also prove that a graph on n vertices can contain at most 1.8638 ⁿ minimal feedback vertex sets and that there exist graphs having 105 ^n/10≈1.5926 ⁿ minimal feedback vertex sets. Preliminary extended abstracts of this paper appeared in the proceedings of SWAT’06 [29] and IWPEC’06 [18]. Additional support of F.V. Fomin, S. Gaspers and A.V. Pyatkin by the Research Council of Norway. The work of A.V. Pyatkin was partially supported by grants of the Russian Foundation for Basic Research (project code 05-01-00395), INTAS (project code 04–77–7173). I. Razgon is supported by Science Foundation Ireland (Grant Number 05/IN/I886).     

Linear Time Algorithms for Generalized Edge Dominating Set Problems

We prove that a generalization of the edge dominating set problem, in which each edge e needs to be covered b _e times for all e∈E, admits a linear time 2-approximation for general unweighted graphs and that it can be solved optimally for weighted trees. We show how to solve it optimally in linear time for unweighted trees and for weighted trees in which b _e ∈{0,1} for all e∈E. Moreover, we show that it solves generalizations of weighted matching, vertex cover, and edge cover in trees.     

Set Packing问题的研究进展

Set Packing问题起源于分割问题的应用,是在强约束条件对元素进行划分。在复杂性理论中,此问题是一类重要的NP难问题,被广泛应用于调度、代码优化和生物信息学等领域。特别是在参数计算理论产生后,此问题再次成为研究的热点问题。依据所研究问题的差异,本文将Set Packing问题分成5类,并给出了具体的定义。在此基础上,分别介绍了求解这5类问题的相关算法,着重分析和比较了参数算法中所运用的各项技术,并提出了该问题算法研究的一些发展方向。     

一种求解有向图最小反馈节点集的搜索算法

反馈节点集问题源于组合电路的设计,在预防计算机操作系统的死锁、VLSI芯片设计、计算机程序证明以及贝叶斯推论等方面部有极其重要的应用。最小反馈节点集问题是一个NP完全问题,很难准确求解。该文在计算流程、图的约减操作以及贪婪函数3个方面对以前求解该问题的贪婪随机适应性搜索算法作了改进。实验表明改进的算法无论在计算结果方面还是在计算稳定性方面都要优于前者,同时还在一定程度上减少了计算时间。     

Labeled Search Trees and Amortized Analysis: Improved Upper Bounds for NP-Hard Problems

A sequence of exact algorithms to solve the Vertex Cover and Maximum Independent Set problems have been proposed in the literature. All these algorithms appeal to a very conservative analysis that considers the size of the search tree, under a worst-case scenario, to derive an upper bound on the running time of the algorithm. In this paper we propose a different approach to analyze the size of the search tree. We use amortized analysis to show how simple algorithms, if analyzed properly, may perform much better than the upper bounds on their running time derived by considering only a worst-case scenario. This approach allows us to present a simple algorithm of running time O(1.194^kk² + n) for the parameterized Vertex Cover problem on degree-3 graphs, and a simple algorithm of running time O(1.1255ⁿ) for the Maximum Independent Set problem on degree-3 graphs. Both algorithms improve the previous best algorithms for the problems.     

Parameterized algorithms for feedback set problems and their duals in tournaments

The parameterized feedback vertex (arc) set problem is to find whether there are k vertices (arcs) in a given graph whose removal makes the graph acyclic. The parameterized complexity of this problem in general directed graphs is a long standing open problem. We investigate the problems on tournaments, a well studied class of directed graphs. We consider both weighted and unweighted versions.     

图的树分解及其算法应用研究进展

图的树宽和树分解是图子式理论中发展起来的两个重要概念。图的树分解由于其本身的特性使得它在算法设计中有着极其重要的意义。从图的树宽特性、图的树分解算法、图的树分解在复杂算法问题求解中的应用等方面对近年来的相关研究进展做了深入的分析和介绍,结合一些简洁的实例分析了一些重要的原理和方法,讨论了其中的一些问题,并给出了今后的一些研究方向。