Maximum Degree Vertex Domatic Set Algorithm for Domatic Number Problem

도메틱 수 문제에 관한 최대차수 정점 지배집합 알고리즘

In the absence of a polynomial time algorithm capable of obtaining the exact solutions to it, the domatic number problem (DNP) of dominating set (DS) has been regarded as NP-complete. This paper suggests polynomial-time complexity algorithm about DNP. In this paper, I select a vertex $v_i$ of the maximum degree ${\Delta}(G)$ as an element of a dominating set $D_i,i=1,2,{\cdots},k$, compute $D_{i+1}$ from a simplified graph of $V_{i+1}=V_i{\backslash}D_i$, and verify that $D_i$ is indeed a dominating set through $V{\backslash}D_i=N_G(D_i)$. When applied to 15 various graphs, the proposed algorithm has succeeded in bringing about exact solutions with polynomial-time complexity O(kn). Therefore, the proposed domatic number algorithm shows that the domatic number problem is in fact a P-problem.

최대 지배집합의 수인 도메틱 수 문제 (DNP)는 정확한 해를 다항시간으로 구하는 알고리즘이 존재하지 않아 NP-완전 문제로 알려져 있다. 본 논문은 DNP의 해를 다항시간으로 구하는 알고리즘을 제안하였다. 그래프의 최대 차수 ${\Delta}(G)$ 정점 $v_i$를 $D_i,i=1,2,{\cdots},k$의 지배집합의 원소로 선택하는 방법을 적용하고, $V_{i+1}=V_i{\backslash}D_i$의 축소된 그래프에 대해 $D_{i+1}$을 구하였다. 또한 $V{\backslash}D_i=N_G(D_i)$로 $D_i$가 지배집합으로 되는지 여부를 검증하였다. 제안된 알고리즘을 15개의 다양한 그래프에 적용한 결과 정확한 해를 다항시간 복잡도 O(kn)으로 구하는데 성공하였다. 결국, 제안된 알고리즘은 도메틱 수 문제가 P-문제임을 보였다.