Motivated by the planarization of 2-layered straight-line drawings, we consider the problem of modifying a graph such that the resulting graph has pathwidth at most 1. The problem Pathwidth-One Vertex Explosion (POVE) asks whether such a graph can be obtained using at most $k$ vertex explosions, where a vertex explosion replaces a vertex $v$ by deg$(v)$ degree-1 vertices, each incident to exactly one edge that was originally incident to $v$. For POVE, we give an FPT algorithm with running time $O(4^k \cdot m)$ and a quadratic kernel, thereby improving over the $O(k^6)$-kernel by Ahmed et al. [GD 22] in a more general setting. Similarly, a vertex split replaces a vertex $v$ by two distinct vertices $v_1$ and $v_2$ and distributes the edges originally incident to $v$ arbitrarily to $v_1$ and $v_2$. Analogously to POVE, we define the problem variant Pathwidth-One Vertex Splitting (POVS) that uses the split operation instead of vertex explosions. Here we obtain a linear kernel and an algorithm with running time $O((6k+12)^k \cdot m)$. This answers an open question by Ahmed et al. [GD22]. Finally, we consider the problem $\Pi$ Vertex Splitting ($\Pi$-VS), which generalizes the problem POVS and asks whether a given graph can be turned into a graph of a specific graph class $\Pi$ using at most $k$ vertex splits. For graph classes $\Pi$ that can be tested in monadic second-order graph logic (MSO$_2$), we show that the problem $\Pi$-VS can be expressed as an MSO$_2$ formula, resulting in an FPT algorithm for $\Pi$-VS parameterized by $k$ if $\Pi$ additionally has bounded treewidth. We obtain the same result for the problem variant using vertex explosions.


翻译:由平面平面平面平面平面平面平面图的平面平面平面平面图的修改问题。 问题在于“ 路径- 一 Vertex Exploration (POVE) ”, 以最多 $k$ 的顶点爆炸来获取这样的图表, 顶点爆炸可以以 $ (v) 平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面,平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面,平面平面平面平面平面平面平面平面平面,平面平面平面平面平面平面平面平面平面,平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面,平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面平面</s>

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