×

凸字符、算法和匹配。 (英语) Zbl 07793144号

概述:系统发生树用于模拟进化:树叶被标记为代表当代物种(“分类群”),内部顶点代表已灭绝的祖先。非正式地,凸特征是对当代物种的度量,其中共享给定状态的物种子集(当代物种和灭绝物种)形成一个连通子树。海苔和Stamoulis[高级申请。数学。,84(2017),第34-46页]展示了如何有效地计算、列出和采样凸字符的某些受限子家族,并给出了算法应用。我们从多个方向继续开展这项工作。首先,我们展示了如何将凸字符枚举与现有的参数化算法相结合来加速指数时间算法最大协议林问题在系统发育学中。其次,我们重新讨论了数量(g_2(T)),定义为每种状态出现在至少2个分类群上的凸字符数。我们用它给出了一个运行时间为(O(φn)的算法,其中φ约1.6181是黄金比率,(n)是用于计算两个状态字符的最大简约距离。通过进一步限制由\(g_2(T)\)计数的字符,我们为有关匹配枚举的文献打开了一座有趣的桥梁。通过跨越这座桥,我们将上述简约距离算法的运行时间提高到\(O(1.5895^n\cdot\mathrm{poly}(n))\),并获得了许多与最多二叉树上的匹配枚举相关的新结果。

MSC公司:

68卢比 计算机科学中的组合数学
92B10型 数学生物学中的分类学、分支学、统计学
68瓦40 算法分析
05C70号 具有特殊属性的边子集(因子分解、匹配、分区、覆盖和打包等)
05C30号 图论中的枚举
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用

参考文献:

[1] Allen,B.和Steel,M.,进化树上的子树转移操作及其诱导度量,Ann.Comb。,5(2001),第1-15页·兹伯利0978.05023
[2] Andriantiana,E.和Wagner,S.,关于度受限树中独立子集的数量,数学。计算。型号。,53(2011),第678-683页·Zbl 1217.05173号
[3] Bachoore,E.和Bodlaender,H.,叶色树的凸面重着色,《达勒姆算法与复杂性》,2007年,科尔。出版物。,伦敦,2007年,第19-33页。
[4] Bulteau,L.和Weller,M.,《生物信息学中的参数化算法:概述》,《算法》,12(2019),256。
[5] 陈,J.,范,J.和施,S.,多叉树中最大一致森林的参数化和近似算法,理论。计算。科学。,562(2015),第496-512页·兹比尔1303.68154
[6] Cover,T.和Thomas,J.,《信息理论的要素》,第二版,新泽西州霍博肯市威利出版社,2006年·Zbl 1140.94001号
[7] Cygan,M.,Fomin,F.,Kowalik,L.,Lokshtanov,D.,Marx,D.,Pilipczuk·Zbl 1334.90001号
[8] Deen,E.、van Iersel,L.、Janssen,R.、Jones,M.、Murakami,Y.和Zeh,N.,《二简约距离的近线性核》,预印本,arXiv:2211.003782022·Zbl 07783113号
[9] Dress,A.、Huber,K.、Koolen,J.、Moulton,V.和Spillner,A.,《基本系统发育组合学》,剑桥大学出版社,英国剑桥,2012年·Zbl 1298.92008年
[10] Fischer,M.和Kelk,S.,关于系统发育树之间的最大简约距离,Ann.Comb。,20(2016),第87-113页·Zbl 1332.05043号
[11] Fitch,W.,《走向定义进化过程:特定树拓扑的最小变化》,系统。动物园。,20(1971年),第406-416页。
[12] Flajolet,P.和Sedgewick,R.,《分析组合数学》,剑桥大学出版社,英国剑桥,2009年·兹比尔1165.05001
[13] Fomin,F.和Kratsch,D.,《精确指数算法》,施普林格,纽约,2010年·兹比尔1370.68002
[14] Fomin,F.、Lokshtanov,D.、Saurabh,S.和Zehavi,M.,《核化:参数化预处理理论》,剑桥大学出版社,英国剑桥,2019年·Zbl 1426.68003号
[15] Hartigan,J.,《最小变异适合给定树》,《生物统计学》,29(1973),第53-65页。
[16] Hein,J.、Jiang,T.、Wang,L.和Zhang,K.,《关于比较进化树的复杂性》,《离散应用程序》。数学。,71(1996),第153-169页·Zbl 0876.92020号
[17] Jones,M.、Kelk,S.和Stougie,L.,《系统发育树上的最大简约距离:线性核和常数因子近似算法》,J.Compute。系统科学。,117(2021),第165-181页·Zbl 1477.68133号
[18] Kelk,S.和Fischer,M.,关于计算二元系统发育树之间MP距离的复杂性,Ann.Comb。,21(2017),第573-604页·Zbl 1380.05069号
[19] Kelk,S.和Meuwese,R.,限制类凸字符的尖锐上下限,预印本,arXiv:2107.108712021·Zbl 1486.05043号
[20] Kelk,S.和Stamoulis,G.,关于凸字符、斐波那契数和指数时间算法的注释,高级应用。数学。,84(2017),第34-46页·Zbl 1431.05084号
[21] Kelk,S.、van Iersel,L.、Scornavaca,C.和Weller,M.,通过一元二阶逻辑透镜的系统发育不一致,J.图形算法应用。,20(2016),第189-215页·Zbl 1331.05210号
[22] Moulton,V.和Wu,T.,基于简约的系统发育树度量,Adv.Appl。数学。,66(2015),第22-45页·Zbl 1315.05034号
[23] Rosenfeld,M.,《由一元二阶公式定义的任何集合族的树的增长率是半可计算的》,载于《2021年ACM-SIAM离散算法研讨会论文集》,SODA 2021,虚拟会议,Marx,D.编辑,SIAM,费城,2021年,第776-795页,doi:10.1137/1.9781611976465.49·Zbl 07788387号
[24] Rote,G.,树中最小支配集的最大数目,《第三十届ACM-SIAM离散算法年会论文集》,SODA 2019,Chan,T.M.,ed.,SIAM,Philadelphia,2019年,第1201-1214页,doi:10.1137/1.9781611975482.73·Zbl 1434.05116号
[25] Semple,C.和Steel,M.,《系统发育学》,牛津大学出版社,英国牛津,2003年·Zbl 1043.92026
[26] Steel,M.,《从定性特征和子树重建树的复杂性》,J.Classif。,9(1992年),第91-116页·兹比尔0766.92002
[27] van Wersch,R.、Kelk,S.、Linz,S.和Stamoulis,G.,《关于核化和计算未根协议森林的思考》,Ann.Oper。研究,309(2022),第425-451页·Zbl 1480.92156号
[28] Wagner,S.和Gutman,I.,Hosoya指数和Merrifield-Simins指数的最大值和最小值,Acta Appl。数学。,112(2010年),第323-346页·Zbl 1201.92068号
[29] Whidden,C.,Beiko,R.G.和Zeh,N.,最大一致森林的固定参数算法,SIAM J.Comput。,42(2013),第1431-1466页,doi:10.1137/10845045·Zbl 1311.68079号
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。