D 2022

Graph Product Structure for h-Framed Graphs

BEKOS, Michael A., Giordano DA LOZZO, Petr HLINĚNÝ a Michael KAUFMANN

Základní údaje

Originální název

Graph Product Structure for h-Framed Graphs

Autoři

BEKOS, Michael A. (300 Řecko), Giordano DA LOZZO (380 Itálie), Petr HLINĚNÝ (203 Česká republika, garant, domácí) a Michael KAUFMANN (276 Německo)

Vydání

LIPIcs 248. Dagstuhl, Germany, 33rd International Symposium on Algorithms and Computation (ISAAC 2022), od s. "23:1"-"23:15", 15 s. 2022

Nakladatel

Schloss Dagstuhl

Další údaje

Jazyk

angličtina

Typ výsledku

Stať ve sborníku

Obor

10201 Computer sciences, information science, bioinformatics

Stát vydavatele

Německo

Utajení

není předmětem státního či obchodního tajemství

Forma vydání

elektronická verze "online"

Kód RIV

RIV/00216224:14330/22:00129307

Organizační jednotka

Fakulta informatiky

ISBN

978-3-95977-258-7

ISSN

Klíčová slova anglicky

Graph product structure theory; h-framed graphs; k-map graphs; queue number; twin-width

Příznaky

Mezinárodní význam, Recenzováno
Změněno: 28. 3. 2023 12:07, RNDr. Pavel Šmerk, Ph.D.

Anotace

V originále

Graph product structure theory expresses certain graphs as subgraphs of the strong product of much simpler graphs. In particular, an elegant formulation for the corresponding structural theorems involves the strong product of a path and of a bounded treewidth graph, and allows to lift combinatorial results for bounded treewidth graphs to graph classes for which the product structure holds, such as to planar graphs [Dujmović et al., J. ACM, 67(4), 22:1-38, 2020]. In this paper, we join the search for extensions of this powerful tool beyond planarity by considering the h-framed graphs, a graph class that includes 1-planar, optimal 2-planar, and k-map graphs (for appropriate values of h). We establish a graph product structure theorem for h-framed graphs stating that the graphs in this class are subgraphs of the strong product of a path, of a planar graph of treewidth at most 3, and of a clique of size 3⌊ h/2 ⌋+⌊ h/3 ⌋-1. This allows us to improve over the previous structural theorems for 1-planar and k-map graphs. Our results constitute significant progress over the previous bounds on the queue number, non-repetitive chromatic number, and p-centered chromatic number of these graph classes, e.g., we lower the currently best upper bound on the queue number of 1-planar graphs and k-map graphs from 115 to 82 and from ⌊ 33/2(k+3 ⌊ k/2⌋ -3)⌋ to ⌊ 33/2 (3⌊ k/2 ⌋+⌊ k/3 ⌋-1) ⌋, respectively. We also employ the product structure machinery to improve the current upper bounds on the twin-width of 1-planar graphs from O(1) to 80. All our structural results are constructive and yield efficient algorithms to obtain the corresponding decompositions.

Návaznosti

GA20-04567S, projekt VaV
Název: Struktura efektivně řešitelných případů těžkých algoritmických problémů na grafech
Investor: Grantová agentura ČR, Structure of tractable instances of hard algorithmic problems on graphs