We study when the diameter bound s is essential for the tractability of the s-Club Cluster Edge Deletion problem. Given a graph G = (V, E) and integers k and s, the goal is to delete at most k edges so that every connected component of the resulting graph has diameter at most s. This problem generalizes Cluster Edge Deletion (s = 1) and captures distance-bounded clustering tasks. Montecchiani et al. (Information and Computation, 2023) proved that the problem is fixed-parameter tractable when parameterized by s + tw(G) and asked whether dependence on s is necessary. We answer negatively by showing W[1]-hardness when parameterized by pathwidth (and hence by treewidth), proving that s cannot in general be dropped. On the positive side, we show FPT algorithms parameterized by treedepth, neighborhood diversity, or cluster vertex deletion number, extending results of Italiano et al. (Algorithmica, 2023) and Komusiewicz and Uhlmann (SOFSEM, 2011). We also show that no polynomial kernel exists when parameterized by vertex cover number, even for s = 2. Classically, the problem is NP-hard on split graphs for s = 2, complementing the polynomial case s = 1. We give an FPT bicriteria approximation scheme running in f(k, 1/epsilon) * n^{O(1)} that outputs a set of at most k deletions whose components have diameter at most (1 + epsilon)s. Finally, we introduce a directed generalization, s-Club Cluster Arc Deletion, extending the undirected case to reachability distances, and show it is W[1]-hard in parameter k even on directed acyclic graphs (DAGs).


翻译:本研究探讨直径限制s对于s-俱乐部聚类边删除问题可解性的必要性。给定图G = (V, E)及整数k与s,该问题的目标是通过删除至多k条边,使得结果图的每个连通分量直径不超过s。该问题推广了聚类边删除问题(s = 1),并刻画了距离受限的聚类任务。Montecchiani等人(Information and Computation, 2023)证明了该问题在参数s + tw(G)下是固定参数可解的,并提出对s的依赖是否必要的问题。我们通过证明在路径宽度(进而树宽度)参数化下的W[1]困难性给出否定回答,表明s通常不可省略。在积极方面,我们展示了在树深度、邻域多样性或聚类顶点删除数参数化下的FPT算法,扩展了Italiano等人(Algorithmica, 2023)及Komusiewicz与Uhlmann(SOFSEM, 2011)的结果。我们还证明在顶点覆盖数参数化下(即使s = 2)不存在多项式核。经典复杂性方面,该问题在s = 2时对分裂图是NP困难的,与s = 1时的多项式情形形成互补。我们提出一个FPT双准则近似方案,其运行时间为f(k, 1/ε) * n^{O(1)},可输出至多k条边的删除集合,使得分量直径不超过(1 + ε)s。最后,我们提出有向泛化问题s-俱乐部聚类弧删除,将无向情形扩展至可达距离,并证明即使在有向无环图上,其参数k也是W[1]困难的。

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
163+阅读 · 2019年10月12日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
How to Fine-Tune BERT for Text Classification?
Arxiv
13+阅读 · 2019年5月14日
VIP会员
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员