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2018 年度 実績報告書

列挙問題の難しさ解明に基づいた超高速列挙アルゴリズムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K00002
研究機関岩手大学

研究代表者

山中 克久  岩手大学, 理工学部, 准教授 (60508836)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードアルゴリズム
研究実績の概要

列挙問題に対して以下の成果を得た.フロアプランに対して高速な列挙アルゴリズムを構築した.矩形の中にいくつかの点が与えられたとき,点を通る水平線分または垂直線分で矩形を小矩形に分割するようなフロアプランを列挙するアルゴリズムを設計した.既存のアルゴリズムのうち最速のものは,フロアプランひとつあたり平均O(n)時間またはO(log n)で列挙するが,本アルゴリズムは,フロアプランひとつあたり平均O(1)時間を実現している.
遷移問題に関しては3つの研究成果を得た.グラフ上のトークン整列問題という遷移問題の一種に対して,計算量の観点から困難生を示すとともに,特殊なグラフクラスに対して高速なアルゴリズム設計した.1つの研究成果として,たった3種類のトークンのみが出現する場合でさえNP困難であることを示した.一方で,2種類のトークンが出現する場合は多項式時間アルゴリズムが存在することを示した.その他,木に対しては,線形時間で動作するアルゴリズムを示し,完全グラフに対してはXP時間で動作するアルゴリズムを示した.グラフ上の15パズル問題の変種に対して,計算量の観点から困難生を示すとともに,特殊なグラフクラスに対して高速なアルゴリズム設計した.これも遷移問題の一種である.一般のグラフに対しては近似困難生を示し,木,クリーク,サイクルに対して多項式時間アルゴリズムを設計した.そして,極大誘導木の遷移問題の計算複雑さについて調査した.この問題の計算複雑性(PSPACE困難)を示すとともに,入力を限定したときにFPT時間で動作するアルゴリズムを示した.
NP困難であると知られている距離3独立点集合問題に対して,指数時間厳密アルゴリズムを与えた.ブランチングに基づくアルゴリズムになっている.基本的には,頂点部分集合を列挙するのだが,無駄な探索を省くように賢く探索するようなアルゴリズムを構築した.

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件)

  • [国際共同研究] University of British Columbia/University of Saskatchewan(カナダ)

    • 国名
      カナダ
    • 外国機関名
      University of British Columbia/University of Saskatchewan
  • [国際共同研究] MIT(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      MIT
  • [雑誌論文] Sequentially Swapping Colored Tokens on Graphs2019

    • 著者名/発表者名
      Yamanaka Katsuhisa、Demaine Erik D.、Horiyama Takashi、Kawamura Akitoshi、Nakano Shin-ichi、Okamoto Yoshio、Saitoh Toshiki、Suzuki Akira、Uehara Ryuhei、Uno Takeaki
    • 雑誌名

      Journal of Graph Algorithms and Applications

      巻: 23 ページ: 3~27

    • DOI

      10.7155/jgaa.00482

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Exact Exponential Algorithm for Distance-3 Independent Set Problem2019

    • 著者名/発表者名
      YAMANAKA Katsuhisa、KAWARAGI Shogo、HIRAYAMA Takashi
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: E102.D ページ: 499~501

    • DOI

      10.1587/transinf.2018FCL0002

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The Complexity of Induced Tree Reconfiguration Problems2019

    • 著者名/発表者名
      WASA Kunihiro、YAMANAKA Katsuhisa、ARIMURA Hiroki
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Information and Systems

      巻: E102.D ページ: 464~469

    • DOI

      10.1587/transinf.2018FCP0010

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Swapping colored tokens on graphs2018

    • 著者名/発表者名
      Yamanaka Katsuhisa、Horiyama Takashi、Keil J. Mark、Kirkpatrick David、Otachi Yota、Saitoh Toshiki、Uehara Ryuhei、Uno Yushi
    • 雑誌名

      Theoretical Computer Science

      巻: 729 ページ: 1~10

    • DOI

      10.1016/j.tcs.2018.03.016

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Enumerating Floorplans with Columns2018

    • 著者名/発表者名
      YAMANAKA Katsuhisa、RAHMAN Md. Saidur、NAKANO Shin-ichi
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Fundamentals of Electronics, Communications and Computer Sciences

      巻: E101.A ページ: 1392~1397

    • DOI

      10.1587/transfun.E101.A.1392

    • 査読あり
  • [学会発表] Algorithmic enumeration of surrounding polygons2019

    • 著者名/発表者名
      Katsuhisa Yamanaka
    • 学会等名
      The 35th European Workshop on Computational Geometry (EuroCG 2019)
    • 国際学会
  • [学会発表] Ladder-Lottery Realization2018

    • 著者名/発表者名
      Katsuhisa Yamanaka
    • 学会等名
      The 30th Canadian Conference on Computational Geometry (CCCG 2018)
    • 国際学会
  • [学会発表] Enumerating floorplans with columns2018

    • 著者名/発表者名
      Katsuhisa Yamanaka
    • 学会等名
      IEICE Technical Report COMP2018-40
  • [学会発表] The complexity of ladder-lottery realization problem2018

    • 著者名/発表者名
      Katsuhisa Yamanaka
    • 学会等名
      IPSJ SIG Technical Report 2018-AL-170(1)

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公開日: 2019-12-27  

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