The Complexity Landscape of Fixed-Parameter Directed Steiner Network Problems
Notice bibliographique
Résumé
Given a directed graph $G$ and a list $(s_1,t_1),\dots,(s_d,t_d)$ of terminal pairs, the Directed Steiner Network problem asks for a minimum-cost subgraph of $G$ that contains a directed $s_i\to t_i$ path for every $1\le i \le k$. The special case Directed Steiner Tree (when we ask for paths from a root $r$ to terminals $t_1,\dots,t_d$) is known to be fixed-parameter tractable parameterized by the number of terminals, while the special case Strongly Connected Steiner Subgraph (when we ask for a path from every $t_i$ to every other $t_j$) is known to be W[1]-hard. We systematically explore the complexity landscape of directed Steiner problems to fully understand which other special cases are FPT or W[1]-hard. Formally, if $\mathcal{H}$ is a class of directed graphs, then we look at the special case of Directed Steiner Network where the list $(s_1,t_1),\dots,(s_d,t_d)$ of requests form a directed graph that is a member of $\mathcal{H}$. Our main result is a complete characterization of the classes $\mathcal{H}$ resulting in fixed-parameter tractable special cases: we show that if every pattern in $\mathcal{H}$ has the combinatorial property of being "transitively equivalent to a bounded-length caterpillar with a bounded number of extra edges," then the problem is FPT, and it is W[1]-hard for every recursively enumerable $\mathcal{H}$ not having this property. This complete dichotomy unifies and generalizes the known results showing that Directed Steiner Tree is FPT [Dreyfus and Wagner, Networks 1971], $q$-Root Steiner Tree is FPT for constant $q$ [Suchý, WG 2016], Strongly Connected Steiner Subgraph is W[1]-hard [Guo et al., SIAM J. Discrete Math. 2011], and Directed Steiner Network is solvable in polynomial-time for constant number of terminals [Feldman and Ruhl, SIAM J. Comput. 2006], and moreover reveals a large continent of tractable cases that were not known before.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,003 | 0,025 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,002 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,003 | 0,002 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,003 |
| Études des sciences et des technologies | 0,002 | 0,002 |
| Communication savante | 0,007 | 0,012 |
| Science ouverte | 0,005 | 0,003 |
| Intégrité de la recherche | 0,004 | 0,005 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,010 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».