我们研究了在 $H$-自由图中(列表)$k$-着色的参数化复杂度,其中 $H$ 为线性森林,即若干条路径的并集。首先,以 $k$ 为参数,我们证明:
- 对任意 $s\ge 0$,在 $(P_4+sP_1)$-自由图上进行列表 $k$-着色可在 FPT 时间内求解。
- 在 $2P_2$-自由图上,$k$-着色问题是 W[1]-困难的,这一结果以强形式解决了 Ho`ang 等人在 2010 年提出的长期未解问题。
- 在 $(P_4+P_2)$-自由图上,$k$-着色已经是 NP-困难的。
结合已有的非参数化复杂度结果,这三条结论完整划分了 $H$-自由图中 $k$-着色和列表 $k$-着色(以 $k$ 为参数)的三类情形:FPT、XP 但 W[1]-困难、以及 paraNP-困难。
进一步,我们证明当以 $t$ 为参数时,$P_t$-自由图上的 $3$-着色同样是 W[1]-困难的,回答了 Golovach 等人在 2017 年提出的疑问。
作为对 $(P_4+sP_1)$-自由图上列表 $k$-着色算法的副产物,我们得到:对每个固定的 $s$ 与 $k$,仅存在有限个 $(P_4+sP_1)$-自由的最小 $k$-可着色阻碍图。这验证了 Cameron、Ho`ang 与 Sawada 在 2022 年的猜想,并完成了关于任意图 $H$ 与任意 $k$ 的顶点 $k$-临界 $H$-自由图族是否有限的二分划分。
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