Notions of graph similarity provide alternative perspective on the graph isomorphism problem and vice-versa. In this paper, we consider measures of similarity arising from mismatch norms as studied in Gervens and Grohe: the edit distance $δ_{\mathcal{E}}$, and the metrics arising from $\ell_p$-operator norms, which we denote by $δ_p$ and $δ_{|p|}$. We address the following question: can these measures of similarity be used to design polynomial-time approximation algorithms for graph isomorphism? We show that computing an optimal value of $δ_{\mathcal{E}}$ is \NP-hard on pairs of graphs with the same number of edges. In addition, we show that computing optimal values of $δ_p$ and $δ_{|p|}$ is \NP-hard even on pairs of $1$-planar graphs with the same degree sequence and bounded degree. These two results improve on previous known ones, which did not examine the restricted case where the pairs of graphs are required to have the same number of edges. Finally, we study similarity problems on strongly regular graphs and prove some near optimal inequalities with interesting consequences on the computational complexity of graph and group isomorphism.


翻译:图相似性的概念为图同构问题提供了替代视角,反之亦然。本文研究了Gervens和Grohe提出的基于失配范数的相似性度量:编辑距离$δ_{\mathcal{E}}$,以及由$\ell_p$-算子范数导出的度量(分别记作$δ_p$和$δ_{|p|}$)。我们探讨以下问题:这些相似性度量能否用于设计图同构问题的多项式时间近似算法?研究表明,在边数相同的图对上计算$δ_{\mathcal{E}}$的最优值是\NP-困难的。此外,即使在具有相同度序列和有界度的$1$-平面图对上,计算$δ_p$和$δ_{|p|}$的最优值也是\NP-困难的。这两个结果改进了以往未考虑图对需具有相同边数这一受限情形的结论。最后,我们研究了强正则图上的相似性问题,并证明了若干近优不等式,这些不等式对图和群同构问题的计算复杂性具有重要启示。

0
下载
关闭预览

相关内容

异质图学习手册: 基准,模型,理论分析,应用和挑战
专知会员服务
31+阅读 · 2024年7月18日
专知会员服务
52+阅读 · 2021年6月16日
图论、图算法与图学习
专知
29+阅读 · 2019年6月24日
针对初学者的图论速成
论智
11+阅读 · 2018年6月7日
计算文本相似度常用的四种方法
论智
33+阅读 · 2018年5月18日
概率图模型体系:HMM、MEMM、CRF
机器学习研究会
30+阅读 · 2018年2月10日
python文本相似度计算
北京思腾合力科技有限公司
24+阅读 · 2017年11月6日
各种相似性度量及Python实现
机器学习算法与Python学习
11+阅读 · 2017年7月6日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
反制无人机:乌克兰提供的五点启示
专知会员服务
4+阅读 · 9月23日
《各指挥层级均亟需红队能力》报告
专知会员服务
5+阅读 · 9月23日
《航电任务系统框架(FAMOS)》50页报告
专知会员服务
4+阅读 · 9月22日
《对抗行动中的人工智能与自主性》智库报告
专知会员服务
7+阅读 · 9月22日
《从数据到胜利:战争中的分析优势之争》
专知会员服务
10+阅读 · 9月22日
战争不仅需要机器人:人类仍不可或缺
专知会员服务
5+阅读 · 9月21日
《描绘美国防部创新基础设施的未来蓝图》100页
专知会员服务
10+阅读 · 9月21日
相关资讯
图论、图算法与图学习
专知
29+阅读 · 2019年6月24日
针对初学者的图论速成
论智
11+阅读 · 2018年6月7日
计算文本相似度常用的四种方法
论智
33+阅读 · 2018年5月18日
概率图模型体系:HMM、MEMM、CRF
机器学习研究会
30+阅读 · 2018年2月10日
python文本相似度计算
北京思腾合力科技有限公司
24+阅读 · 2017年11月6日
各种相似性度量及Python实现
机器学习算法与Python学习
11+阅读 · 2017年7月6日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员