For graphs $G,H$, a homomorphism from $G$ to $H$ is an edge-preserving mapping from $V(G)$ to $V(H)$. In the list homomorphism problem, denoted by \textsc{LHom}($H$), we are given a graph $G$ and lists $L: V(G) \to 2^{V(H)}$, and we ask for a homomorphism from $G$ to $H$ which additionally respects the lists $L$. Very recently Okrasa, Piecyk, and Rz\k{a}\.zewski [ESA 2020] defined an invariant $i^*(H)$ and proved that under the SETH $\mathcal{O}^*\left (i^*(H)^{\textrm{tw}(G)}\right)$ is the tight complexity bound for \textsc{LHom}($H$), parameterized by the treewidth $\textrm{tw}(G)$ of the instance graph $G$. We study the complexity of the problem under dirretent parameterizations. As the first result, we show that $i^*(H)$ is also the right complexity base if the parameter is the size of a minimum feedback vertex set of $G$. Then we turn our attention to a parameterization by the cutwidth $\textrm{ctw}(G)$ of $G$. Jansen and Nederlof~[ESA 2018] showed that \textsc{List $k$-Coloring} (i.e., \textsc{LHom}($K_k$)) can be solved in time $\mathcal{O}^*\left (c^{\textrm{ctw}(G)}\right)$ where $c$ does not depend on $k$. Jansen asked if this behavior extends to graph homomorphisms. As the main result of the paper, we answer the question in the negative. We define a new graph invariant $mim^*(H)$ and prove that \textsc{LHom}($H$) problem cannot be solved in time $\mathcal{O}^*\left ((mim^*(H)-\varepsilon)^{\textrm{ctw}(G)}\right)$ for any $\varepsilon >0$, unless the SETH fails. This implies that there is no $c$, such that for every odd cycle the non-list version of the problem can be solved in time $\mathcal{O}^*\left (c^{\textrm{ctw}(G)} \right)$. Finally, we generalize the algorithm of Jansen and Nederlof, so that it can be used to solve \textsc{LHom}($H$) for every graph $H$; its complexity depends on $\textrm{ctw}(G)$ and another invariant of $H$, which is constant for cliques.
翻译:对于 $( G), H$, 一个从 G美元到 $( 美元) 的同质性( 美元) { G美元 { 美元 { 美元 { 美元 { 美元 { 美元 } 美元 。 在单质性问题中, 由 \ textsc{ LH} ( 美元) 表示, 我们得到一个 G$ : V( G) 美元到 美元 美元 。 最近 Okrasa、 Piecyik 和 Rz\ k 美元 美元 美元 。 在单质问题列表中, 我们得到的是 美元 : V( G) 美元 到 美元 美元 美元 。 在 美元 美元 中, 以 美元 以 美元 美元 。 如果 以 美元 ( G) 美元 以 美元 以 美元 的方式, 以 以 美元 以 美元 美元 。 以 美元 以 美元 以 美元 以 以 美元 以 美元 以 以 美元 以 以 美元 以 以 美元 以 以 以 以 以 以 美元 以 以 美元 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 美元 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 美元 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以