Grid graphs, and, more generally, $k\times r$ grid graphs, form one of the most basic classes of geometric graphs. Over the past few decades, a large body of works studied the (in)tractability of various computational problems on grid graphs, which often yield substantially faster algorithms than general graphs. Unfortunately, the recognition of a grid graph is particularly hard -- it was shown to be NP-hard even on trees of pathwidth 3 already in 1987. Yet, in this paper, we provide several positive results in this regard in the framework of parameterized complexity (additionally, we present new and complementary hardness results). Specifically, our contribution is threefold. First, we show that the problem is fixed-parameter tractable (FPT) parameterized by $k+\mathsf {mcc}$ where $\mathsf{mcc}$ is the maximum size of a connected component of $G$. This also implies that the problem is FPT parameterized by $\mathtt{td}+k$ where $\mathtt{td}$ is the treedepth of $G$ (to be compared with the hardness for pathwidth 2 where $k=3$). Further, we derive as a corollary that strip packing is FPT with respect to the height of the strip plus the maximum of the dimensions of the packed rectangles, which was previously only known to be in XP. Second, we present a new parameterization, denoted $a_G$, relating graph distance to geometric distance, which may be of independent interest. We show that the problem is para-NP-hard parameterized by $a_G$, but FPT parameterized by $a_G$ on trees, as well as FPT parameterized by $k+a_G$. Third, we show that the recognition of $k\times r$ grid graphs is NP-hard on graphs of pathwidth 2 where $k=3$. Moreover, when $k$ and $r$ are unrestricted, we show that the problem is NP-hard on trees of pathwidth 2, but trivially solvable in polynomial time on graphs of pathwidth 1.


翻译:网格图, 更一般地说, 网格图是 $k\time reget graphs, 构成一个最基本的几何图形。 在过去几十年里, 一大堆工程研究了( ) 网格图中各种计算问题的可吸引性, 通常产生比一般图形快得多的算法。 不幸的是, 网格图的识别特别困难 -- 即使在路径3 的树上也显示为 NP- 硬化 。 然而, 在本文中, 我们在这方面提供了一些关于参数化复杂度框架的正数结果( 添加, 我们呈现新的和补充的 美元 硬度 。 在目前 美元 的平面图中, 我们显示的是固定的参数( FPT) 。 在目前 美元 的平面图中, 以 $2 美元 的直径为直径的直径比值 。

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