Abstract

We consider a Hamiltonian decomposition problem of partitioning a regular graph into edge-disjoint Hamiltonian cycles. It is known that verifying vertex non-adjacency in the 1-skeleton of the symmetric and asymmetric traveling salesperson polytopes is an NP-complete problem. On the other hand, a suffcient condition for two vertices to be non-adjacent can be formulated as a combinatorial problem of finding a Hamiltonian decomposition of a 4-regular multigraph. We present two backtracking algorithms for verifying vertex non-adjacency in the 1-skeleton of the traveling salesperson polytope and constructing a Hamiltonian decomposition: an algorithm based on a simple path extension and an algorithm based on the chain edge fixing procedure. Based on the results of the computational experiments for undirected multigraphs, both backtracking algorithms lost to the known heuristic general variable neighborhood search algorithm. However, for directed multigraphs, the algorithm based on chain fixing of edges showed comparable results with heuristics on instances with existing solutions, and better results on instances of the problem where the Hamiltonian decomposition does not exist.

Highlights

  • We consider a Hamiltonian decomposition problem of partitioning a regular graph into edge-disjoint Hamiltonian cycles

  • It is known that verifying vertex non-adjacency in the 1-skeleton of the symmetric and asymmetric traveling salesperson polytopes is an NP-complete problem

  • A su cient condition for two vertices to be non-adjacent can be formulated as a combinatorial problem of nding a Hamiltonian decomposition of a 4-regular multigraph

Read more

Summary

Многогранник коммивояжёра

Многогранник асимметричной задачи коммивояжёра ATSP( ) определяется аналогично как выпуклая оболочка характеристических векторов всех возможных гамильтоновых циклов в полном орграфе. Исследование полиэдральных графов представляет интерес, так как, с одной стороны, некоторые комбинаторные алгоритмы для таких задач как совершенное паросочетание, покрытие множества, независимое множество, ранжирование объектов, задачи с нечёткими мерами и ряд других основаны на отношении смежности вершин в полиэдральном графе и технике локального поиска (когда от текущего решения переход осуществляется к «лучшему» решению среди смежных) [9,10,11,12,13]. Задача проверки несмежности вершин в многогранниках STSP( ) симметричной и ATSP( ) асимметричной задач коммивояжёра является NP-полной. Что дополнительная задача проверки смежности вершин в полиэдральном графе многогранника коммивояжёра будет co-NP-полной. Backtracking Algorithms for Constructing the Hamiltonian Decomposition of a 4-regular Multigraph

Гамильтоново разложение и достаточное условие несмежности вершин
Алгоритм поиск с возвратом на основе построения простого пути
4: Добавить свободные ребра инцидентные в
Алгоритм поиска с возвратом на основе цепного фиксирования рёбер
20: Выбрать вершину с минимальной степенью свободных рёбер
Смежность вершин и предварительная обработка данных
Вычислительные эксперименты
Full Text
Published version (Free)

Talk to us

Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have

Schedule a call