음의 가중치를 갖는 가중 방향 비순환 그래프에서 최소 st 컷


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나는 다음과 같은 문제에 부딪쳤다.

실수 에지 가중치와 두 개의 정점 s와 t를 갖는 방향성 비순환 그래프가 주어지면 최소 st 컷을 계산합니다.

일반적인 그래프의 경우 가장자리가 가벼워지면 최대 컷을 간단하게 줄일 수 있기 때문에 NP-hard입니다 (잘못되면 정정하십시오).

DAG의 상황은 무엇입니까? 다항식 시간에 최소 컷 (또는 최대 컷)을 해결할 수 있습니까? NP-hard입니까, 그렇다면 그렇다면 근사 알고리즘이 있습니까?

나는 이것에 대한 작업을 찾으려고했지만 검색에서 잘못된 키워드를 사용하고 있었기 때문에 누군가가 이것에 대해 무언가를 알고 (또는 찾을 수 있기를) 바랐습니다.


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min-cut의 선형 프로그래밍 공식화는 어디에서 실패합니까?
피터 쇼어

( en.wikipedia.org/wiki/… 의 표기법 사용 ) : 음수가 가중치 인 모서리의 경우 d_ {ij}가 임의로 클 수 있습니다. 위로부터 d_ {ij}를 경계로 설정하더라도 가중치가 음수 인 모서리의 경우 가능한 최대 값을 사용합니다. 따라서 그러한 프로그램에 대한 솔루션이 항상 유효한 st cut을 생성하지는 않습니다. 이러한 문제에 대한 경험이 많지 않아 잘못되었을 수 있으므로 수정하십시오. 기본적으로 최대 컷 (임의의 가중치 포함)을 DAG에 효율적으로 해결할 수 있는지 알고 싶습니다.
George

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이 작업을 수행하려면 첫 번째 불평등을 같음으로 변경해야합니다. dij=pjpi. 나는 왜 그것이 왜 실패하는지 알지 못하지만 어쩌면 뭔가를 놓치고 있습니다. 나는 그것에 대해 많이 생각하지 않았습니다.
피터 쇼어

여기에 뭔가 빠진 사람 일 것입니다. 이 모든 것을 보장합니까pi적분 가치를 가지고? 하나는 묶을 수 있었다pi위에서 1로, 그러나 이것이 작동하는지 확실하지 않습니다. 문제는 이것이 해결 될 수 있다면 가장자리 무게를 반대로함으로써 최대 절단을 줄일 수 있고, 최대 절단은 NP-hard이기 때문에 불가능한 것 같습니다. 그러나 나는 여기에 잘못되었을 수 있습니다.
George

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st max-cut NP-hard가 DAG에 적합합니까? 그래프가 DAG가 아닌 경우주기가 있으면 불평등이 필요하기 때문에 해당 불평등을 같음으로 변경할 수 없습니다. 따라서 일반적인 경우 LP는 음수로 작동하지 않습니다.
피터 쇼어

답변:


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의견에서 문제를 좀 더 다듬 었습니다. 보다 구체적으로 말하면 모든 가장자리가 소스에서 흘러 나오는 DAG가 있습니다.s 싱크대쪽으로 t (즉, 모든 모서리는 st). 첫 번째 조각이 연결된 DAG의 두 조각 사이의 최소 컷을 찾으려고합니다.s, 두 번째는 t. 이 문제의 경우 마이너스 에지 가중치에서도 MIN-CUT에 대한 표준 선형 프로그래밍 알고리즘의 변형이 작동합니다.

우리는 Wikipedia 와 같은 표기법을 사용합니다 . 가장자리 비용(i,j) 이다 cij. 우리는 잠재적 인 기능을pi 각 노드에서 dij=pipj. LP는

미디엄나는나는미디엄나는이자형 (나는,제이)이자형나는제이나는제이에스제이이자형 영형    나는제이=나는제이  (나는,제이)이자형   나는제이0           (나는,제이)이자형   에스=1   =0

이 방정식은 0나는1모든 정점이 일부에 있기 때문에 에스통로. 마찬가지로, 이후나는제이=나는제이 음이 아닌 곳에서 에스감소하고 있습니다. 우리는 여전히 LP를위한 최적의 솔루션이 있음을 보여줄 필요가 있습니다.pi 어느 한 쪽 0 또는 1. 이것은 위의 LP 솔루션에 대한 값이 컷의 예상 값이라는 사실에서 비롯됩니다.Cw, 어디 w 무작위로 선택 [0,1], 그리고 어디에서 잘라 Cw 모든 정점을 넣어서 얻는다 ipiw 첫 번째 정점 세트와 pi<w 두 번째 세트에서.


훌륭한 답변 Peter에게 감사합니다. 첫눈에 분명하지 않았다0pileq1그러나 나는 그것을 얻었다 고 생각한다. 그러나 통합 솔루션에 대한 주장을 이해하는 데 어려움이 있습니다.
George

@George : 일반적인 Min-Cut LP에 통합 솔루션이 있음을 보여주는 동일한 주장입니다. 온라인 어딘가에 더 길고 이해하기 쉬운 설명이 있어야합니다.
피터 쇼어

알았어 내가 찾아 볼게 도와 주셔서 감사합니다!
조지
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