We propose quasi-stable coloring, an approximate version of stable coloring. Stable coloring, also called color refinement, is a well-studied technique in graph theory for classifying vertices, which can be used to build compact, lossless representations of graphs. However, its usefulness is limited due to its reliance on strict symmetries. Real data compresses very poorly using color refinement. We propose the first, to our knowledge, approximate color refinement scheme, which we call quasi-stable coloring. By using approximation, we alleviate the need for strict symmetry, and allow for a tradeoff between the degree of compression and the accuracy of the representation. We study three applications: Linear Programming, Max-Flow, and Betweenness Centrality, and provide theoretical evidence in each case that a quasi-stable coloring can lead to good approximations on the reduced graph. Next, we consider how to compute a maximal quasi-stable coloring: we prove that, in general, this problem is NP-hard, and propose a simple, yet effective algorithm based on heuristics. Finally, we evaluate experimentally the quasi-stable coloring technique on several real graphs and applications, comparing with prior approximation techniques. A reference implementation and the experiment code are available at https://github.com/mkyl/QuasiStableColors.jl
翻译:我们提出准稳定色素, 一种近似稳定的色彩化。 稳定色素, 也称为色彩精细, 是用于分类脊椎的图表理论中一项研究周密的技术, 可用于分类脊椎的图形理论, 可用于构建紧凑、 无损的图表表达。 但是, 其用处有限, 因为它依赖严格的对称。 真正的数据压缩使用颜色精度非常差。 我们提出第一个方案, 根据我们的知识, 近似色色色化方案, 我们称之为准色谱色化。 我们通过使用近似, 减轻严格对称的需要, 并允许在压缩程度和代表的准确性之间进行权衡。 我们研究三种应用: 线性程序、 Max- Flow 和 间际中心性 。 然而, 它的实用性有限, 因为它依赖严格的对齐称的对齐称。 我们考虑如何根据我们的知识, 粗度的准色度配色化方案。 我们通过使用近似近似的近似的颜色, 提出一个简单但有效的算法, 以超常态 Q 。 最后, 我们评估了前的直观 和直观性 度 的实验性 度 度 度 的 度 度 的 度 度 度 的 度 度 的 度 度 度 和 的 度 度 的 度 度 度 度 度 的 的 度 度 基调比 度 度 度 度 。