Branchwidth determines how graphs, and more generally, arbitrary connectivity (basically symmetric and submodular) functions could be decomposed into a tree-like structure by specific cuts. We develop a general framework for designing fixed-parameter tractable (FPT) 2-approximation algorithms for branchwidth of connectivity functions. The first ingredient of our framework is combinatorial. We prove a structural theorem establishing that either a sequence of particular refinement operations could decrease the width of a branch decomposition or that the width of the decomposition is already within a factor of 2 from the optimum. The second ingredient is an efficient implementation of the refinement operations for branch decompositions that support efficient dynamic programming. We present two concrete applications of our general framework. $\bullet$ An algorithm that for a given $n$-vertex graph $G$ and integer $k$ in time $2^{2^{O(k)}} n^2$ either constructs a rank decomposition of $G$ of width at most $2k$ or concludes that the rankwidth of $G$ is more than $k$. It also yields a $(2^{2k+1}-1)$-approximation algorithm for cliquewidth within the same time complexity, which in turn, improves to $f(k)n^2$ the running times of various algorithms on graphs of cliquewidth $k$. Breaking the "cubic barrier" for rankwidth and cliquewidth was an open problem in the area. $\bullet$ An algorithm that for a given $n$-vertex graph $G$ and integer $k$ in time $2^{O(k)} n$ either constructs a branch decomposition of $G$ of width at most $2k$ or concludes that the branchwidth of $G$ is more than $k$. This improves over the 3-approximation that follows from the recent treewidth 2-approximation of Korhonen [FOCS 2021].


翻译:分支维量决定了图形, 更一般地说, 任意连接( 基本对称和子模块) 函数如何通过特定的切分分解而分解成树状结构 。 我们开发了一个用于设计固定参数可移植( FPT) 2- 匹配算法的通用框架 。 我们框架的第一个成分是组合。 我们证明一个结构理论可以确定, 某个特定的精细操作序列可以降低分支分解的宽度, 或者分解的宽度已经从优化的 2 倍的系数中解析成。 第二个成分是高效实施用于支持高效动态编程的分支分解配置的精密操作 。 我们展示了我们通用框架的两个具体应用程序 $\ balllet 。 对于给定的 $- verexfect $ 和整数 美元的算法, 2 ⁇ O\\ n2 美元 美元 或每平面的直径直径直径直方值 美元, 美元的直径直径直径直立值为 美元 美元 美元 =xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx

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