NP-ПОЛНОТА ЗАДАЧИ ОБ ЭЙЛЕРОВОМ МАРШРУТЕ В КРАТНОМ ГРАФЕ (2024)
В статье рассматриваются неориентированные кратные графы произвольной натуральной кратности k>1. Кратный граф содержит ребра трех типов: обычные, кратные и мультиребра. Ребра последних двух типов представляют собой объединение k связанных ребер, которые соединяют 2 или (k+1) вершину соответственно. Связанные ребра могут использоваться только согласованно. Если вершина инцидентна кратному ребру, то она может быть инцидентна другим кратным ребрам, а также она может быть общим концом k связанных ребер мультиребра. Если вершина является общим концом мультиребра, то она не может быть общим концом никакого другого мультиребра. Рассматривается задача об эйлеровом маршруте (цикле или цепи) в кратном графе, которая обобщает классическую задачу для обычного графа. Доказывается, что задача о кратном эйлеровом маршруте в варианте распознавания является NP-полной. Для этого предварительно обосновывается NP-полнота вспомогательной задачи о покрывающих цепях с заданными концами в обычном графе.
Идентификаторы и классификаторы
В данной статье мы рассмотрим задачу об эйлеровом маршруте (цикле или цепи) в кратном графе. Кратные графы содержат три типа ребер (обычные, кратные и мультиребра) и являются обобщением обычных графов — по сути, обычный граф имеет кратность
Список литературы
-
A. V. Smirnov, “The Shortest Path Problem for a Multiple Graph”, Automatic Control and Computer Sciences, vol. 52, no. 7, pp. 625-633, 2018,. DOI: 10.3103/S0146411618070234 EDN: WUUAFA
-
V. S. Rublev and A. V. Smirnov, “Flows in Multiple Networks”, Yaroslavsky Pedagogichesky Vestnik, vol. 3, no. 2, pp. 60-68, 2011.
-
A. V. Smirnov, “The Problem of Finding the Maximum Multiple Flow in the Divisible Network and its Special Cases”, Automatic Control and Computer Sciences, vol. 50, no. 7, pp. 527-535, 2016,. DOI: 10.3103/S0146411616070191 EDN: YVBAPD
-
L. R. Ford and D. R. Fulkerson, Flows in Networks. Princeton University Press, 1962.
-
V. S. Roublev and A. V. Smirnov, “The Problem of Integer-Valued Balancing of a Three-Dimensional Matrix and Algorithms of Its Solution”, Modeling and Analysis of Information Systems, vol. 17, no. 2, pp. 72-98, 2010. EDN: MTBVNX
-
A. V. Smirnov, “Network Model for the Problem of Integer Balancing of a Four-Dimensional Matrix”, Automatic Control and Computer Sciences, vol. 51, no. 7, pp. 558-566, 2017,. DOI: 10.3103/S0146411617070185 EDN: XYETET
-
A. V. Smirnov, “The algorithms for the Eulerian cycle and Eulerian trail problems for a multiple graph”, Modeling and Analysis of Information Systems, vol. 30, no. 3, pp. 264-282, 2023,. DOI: 10.18255/1818-1015-2023-3-264-282 EDN: EMXYDI
-
C. Hierholzer, “Über die M\’oglichkeit, einen Linienzug ohne Wiederholung und ohne Unterbrechung zu umfahren”, Mathematische Annalen, vol. 6, no. 1, pp. 30-32, 1873,. DOI: 10.1007/BF01442866 EDN: JIUBUW
-
C. Berge, Graphs and Hypergraphs. North-Holland Publishing Company, 1973.
-
Z. Lonc and P. Naroski, "On Tours that contain all Edges of a Hypergraph", The Electronic Journal of Combinatorics, vol. 17, p. R144, 2010, doi: 10.37236/416.
-
A. Marino and A. Silva, "Eulerian Walks in Temporal Graphs", Algoritmica, vol. 85, no. 3, pp. 805-830, 2023,. DOI: 10.1007/s00453-022-01021-y EDN: GZVHMB
-
S. W. Bent and U. Manber, "On non-intersecting Eulerian circuits", Discrete Applied Mathematics, vol. 18, no. 1, pp. 87-94, 1987,. DOI: 10.1016/0166-218X(87)90045-X
-
S. Jimbo, "The NP-completeness of Eulerian Recurrent Length for 4-regular Eulerian Graphs", in Proceedings of the 2014 4th International Conference on Artificial Intelligence with Applications in Engineering and Technology, 2014, pp. 155-159.
-
R. M. Karp, "On the Computational Complexity of Combinatorial Problems", Networks, vol. 5, no. 1, pp. 45-68, 1975,. DOI: 10.1002/net.1975.5.1.45
-
M. Middendorf and F. Pfeiffer, "On the complexity of the disjoint paths problem", Combinatorica, vol. 13, pp. 97-107, 1993,. DOI: 10.1007/BF01202792
Выпуск
Другие статьи выпуска
В работе исследуются автоматические методы классификации русскоязычных предложений на два класса: содержащие и не содержащие ироничный посыл. Рассматриваемые методы могут быть разделены на три категории: классификаторы на основе эмбеддингов языковых моделей, классификаторы с использованием информации о тональности и классификаторы с обучением эмбеддингов обнаружению иронии. Составными элементами классификаторов являются нейронные сети, такие как BERT, RoBERTa, BiLSTM, CNN, а также механизм внимания и полносвязные слои. Эксперименты по обнаружению иронии проводились с использованием двух корпусов русскоязычных предложений: первый корпус составлен из публицистических текстов из открытого корпуса OpenCorpora, второй корпус является расширением первого и дополнен ироничными предложениями с ресурса Wiktionary. Лучшие результаты продемонстрировала группа классификаторов на основе чистых эмбеддингов языковых моделей с максимальным значением F-меры 0.84, достигнутым связкой из RoBERTa, BiLSTM, механизма внимания и пары полносвязных слоев в ходе экспериментов на расширенном корпусе. В целом использование расширенного корпуса давало результаты на 2-5% выше результатов на базовом корпусе. Достигнутые результаты являются лучшими для рассматриваемой задачи в случае русского языка и сравнимы с лучшими для английского.
В статье рассматривается теория и алгоритмы, необходимые для построения минимального покрытия обобщенных типизированных зависимостей включения. Традиционно аппарат построения минимальных покрытий используется для всех видов зависимостей с целью получения не избыточного и непротиворечивого проекта базы данных. Обобщенные зависимости включения соответствуют ссылочным ограничениям целостности, когда в одном ограничении участвуют несколько главных и несколько внешних отношений, что соответствует ребру ультраграфа. В предыдущей работе на основе исследования свойств зависимостей представлена система аксиом с доказательством непротиворечивости и полноты. В данной работе проведены исследования замыканий для обобщенных типизированных зависимостей включения. Разработан алгоритм построения замыканий, доказана его корректность. Полученные результаты далее используются для разработки алгоритма построения минимального покрытия. В конце статьи представлены примеры, которые демонстрируют работу алгоритмов.
Статья посвящена разработке подхода к решению основных задач теории супервизорного управления логическими дискретно-событийными системами (ДСС), основанного на представлении их в виде позитивно-образованных формул (ПОФ). Рассматриваются логические ДСС в автоматной форме, понимаемые как генераторы некоторых регулярных языков. Язык ПОФ представляет собой полный язык первого порядка, формулы которого имеют регулярную структуру из чередующихся типовых кванторов и не содержат в синтаксисе оператора отрицания. Ранее было доказано, что любая формула классического исчисления предикатов первого порядка может быть представлена в виде ПОФ. ПОФ имеют наглядное древовидное представление и естественную вопросно-ответную процедуру поиска вывода с помощью единственного правила вывода. Показано, как разработанное в 1990-х годах для решения некоторых задач управления динамическими системами исчисление ПОФ позволяет решать базовые задачи теории супервизорного управления, такие как проверка критериев существования супервизорного управления, автоматическая модификация ограничений на поведение управляемой системы и реализация супервизора. Благодаря некоторым особенностям исчисления ПОФ существует возможность применения немонотонного вывода. Продемонстрировано, как представленный метод на основе ПОФ позволяет выполнять дополнительную обработку событий во время логического вывода. Также представлена программная система Bootfrost, или так называемый прувер, разработанный для опровержения полученных ПОФ, кратко описываются особенности его реализации. В качестве иллюстративного примера рассматривается задача управления автономным мобильным роботом.
Процесс-ориентированное программирование - один из подходов к разработке управляющего программного обеспечения. Процесс-ориентированная программа определяется как последовательность процессов. Каждый процесс представляется набором именованных состояний, содержащих программный код, которые задают логику поведения процесса. Выполнение программы заключается в последовательном исполнении этих процессов в их текущих состояниях на каждой итерации цикла управления. Процессы могут взаимодействовать через изменение состояний друг друга и через разделяемые переменные. Статья является развитием метода классификации темпоральных требований к процесс-ориентированным программам с целью упростить и автоматизировать дедуктивную верификацию таких программ. Метод состоит из следующих шагов. На первом шаге требования формализуются на специализированном языке DV-TRL, варианте типизированной логики предикатов первого порядка с набором интерпретированных типов и предикатных и функциональных символов, позволяющем отражать специфические понятия систем управления в процесс-ориентированной парадигме. На втором шаге формализованные требования разбиваются на классы, каждый из которых определяется шаблоном - параметрической формулой языка DV-TRL, причем условия корректности, порождаемые для процесс-ориентированных программ относительно требований, удовлетворяющих одному шаблону, имеют одну и ту же схему доказательства. На третьем шаге разрабатываются соответствующие схемы доказательства. В статье мы сначала даём краткое введение в язык poST, процесс-ориентированное расширение языка ST стандарта МЭК 61131-3. Далее определяется язык DV-TRL. Мы также приводим коллекцию требований на естественном языке для нескольких систем управления. Затем мы определяем шаблоны, позволяющие полностью покрыть все требования этой коллекции и для каждого из шаблонов приводим пример формализованного требования из коллекции и описываем схему доказательства условий корректности для этого шаблона. Статистика распределения требований из коллекции по шаблонам выявляет наиболее востребованные шаблоны. Мы также провели анализ связанных работ.
Издательство
- Издательство
- ЯрГУ им. П.Г. Демидова
- Регион
- Россия, Ярославль
- Почтовый адрес
- 150003, Ярославль, Советская, 14,
- Юр. адрес
- 150003, Ярославль, Советская, 14,
- ФИО
- Иванчин Артем Владимирович (Ректор)
- E-mail адрес
- rectorat@uniyar.ac.ru
- Контактный телефон
- +7 (485) 2797702