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2018 | OriginalPaper | Buchkapitel

A Graph Theoretic Approach to Solve Special Knapsack Problems in Polynomial Time

verfasst von : Carolin Rehs, Frank Gurski

Erschienen in: Operations Research Proceedings 2017

Verlag: Springer International Publishing

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Abstract

We introduce a graph theoretic approach in order to solve a large number of knapsack instances in polynomial time. For this purpose we apply threshold graphs, which have the useful property, that their independent sets correspond to feasible solutions in respective knapsack instances. We present a method to count and enumerate all maximal independent sets in a threshold graph in polynomial time and expanding this method for k-threshold graphs. This allows us to solve special knapsack instances as well as special multidimensional knapsack instances for a fixed number of dimensions in polynomial time. Furthermore, our results improve existing solutions for the maximum independent set problem on k-threshold graphs.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat Caprara, A., Lodi, A., & Rizzi, R. (2004). On \(d\)-threshold graphs and \(d\)-dimensional bin packing. Networks, 44(4), 266–280.CrossRef Caprara, A., Lodi, A., & Rizzi, R. (2004). On \(d\)-threshold graphs and \(d\)-dimensional bin packing. Networks, 44(4), 266–280.CrossRef
2.
Zurück zum Zitat Chvátal, V., & Hammer, P. (1977). Aggregation of inequalities in integer programming. Annals of Discrete Mathematics, 1, 145–162.CrossRef Chvátal, V., & Hammer, P. (1977). Aggregation of inequalities in integer programming. Annals of Discrete Mathematics, 1, 145–162.CrossRef
3.
4.
Zurück zum Zitat Hagberg, A., Swart, P., & Schult, D. (2006). Designing threshold networks with given structural and dynamical properties. Physical Review E, 056116, 00. Hagberg, A., Swart, P., & Schult, D. (2006). Designing threshold networks with given structural and dynamical properties. Physical Review E, 056116, 00.
5.
Zurück zum Zitat Heggernes, P., & Kratsch, D. (2007). Linear-time certifying recognition algorithms and forbidden induced subgraphs. Nordic Journal of Computing, 14(1–2), 87–108. Heggernes, P., & Kratsch, D. (2007). Linear-time certifying recognition algorithms and forbidden induced subgraphs. Nordic Journal of Computing, 14(1–2), 87–108.
6.
Zurück zum Zitat Leung, J. Y. T. (1984). Fast algorithms for generating all maximal independent sets of interval, circular-arc and chordal graphs. Journal of Algorithms, 5(1), 22–35.CrossRef Leung, J. Y. T. (1984). Fast algorithms for generating all maximal independent sets of interval, circular-arc and chordal graphs. Journal of Algorithms, 5(1), 22–35.CrossRef
7.
Zurück zum Zitat Mahadev, N., & Peled, U. (1995). Threshold Graphs and Related Topics. Annals of Discrete Mathematics, 56. Elsevier, North-Holland. Mahadev, N., & Peled, U. (1995). Threshold Graphs and Related Topics. Annals of Discrete Mathematics, 56. Elsevier, North-Holland.
8.
Zurück zum Zitat Robinson, T. (1997). Knapsack graphs. New Zealand Journal of Mathematics, 26, 107–123. Robinson, T. (1997). Knapsack graphs. New Zealand Journal of Mathematics, 26, 107–123.
9.
Zurück zum Zitat Sterbini, A., & Raschle, T. (1998). An \({O}(n^3)\) time algorithm for recognizing threshold dimension 2 graphs. Information Processing Letters, 67(5), 255–259.CrossRef Sterbini, A., & Raschle, T. (1998). An \({O}(n^3)\) time algorithm for recognizing threshold dimension 2 graphs. Information Processing Letters, 67(5), 255–259.CrossRef
10.
Zurück zum Zitat Vadhan, S. (2001). The complexity of counting in sparse, regular, and planar graphs. SIAM Journal on Computing, 31(2), 398–427.CrossRef Vadhan, S. (2001). The complexity of counting in sparse, regular, and planar graphs. SIAM Journal on Computing, 31(2), 398–427.CrossRef
11.
Zurück zum Zitat Yannakakis, M. (1982). The complexity of the partial order dimension problem. SIAM Journal on Algebraic Discrete Methods, 3(3), 351–358.CrossRef Yannakakis, M. (1982). The complexity of the partial order dimension problem. SIAM Journal on Algebraic Discrete Methods, 3(3), 351–358.CrossRef
Metadaten
Titel
A Graph Theoretic Approach to Solve Special Knapsack Problems in Polynomial Time
verfasst von
Carolin Rehs
Frank Gurski
Copyright-Jahr
2018
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-319-89920-6_40