Complexité des homomorphismes de graphes avec listes
Université de Montréal
Complexité des homomorphismes de graphes avec listes
par
Adrien Lemaître
Département d’informatique et de recherche opérationnelle
Faculté des arts et des sciences
Thèse présentée à la Faculté des arts et sciences
en vue de l’obtention du grade de Philosophiæ Doctor (Ph.D.)
en informatique
avril, 2012
c
Adrien Lemaître, 2012.
Université de Montréal
Faculté des arts et sciences
Cette thèse intitulée:
Complexité des homomorphismes de graphes avec listes
présentée par:
Adrien Lemaître
a été évaluée par un jury composé des personnes suivantes:
Sylvie Hamel, président-rapporteur
Geˇ
na Hahn, directeur de recherche
Benoît Larose, codirecteur
Pierre McKenzie, membre du jury
Hubie Chen, examinateur externe
Khalid Benabdallah, représentant du doyen de la FES
Thèseacceptéele: ..........................
RÉSUMÉ
Les problèmes de satisfaction de contraintes, qui consistent à attribuer des valeurs à
des variables en respectant un ensemble de contraintes, constituent une large classe de
problèmes naturels. Pour étudier la complexité de ces problèmes, il est commode de
les voir comme des problèmes d’homomorphismes vers des structures relationnelles.
Un axe de recherche actuel est la caractérisation des classes de complexité auxquelles
appartient le problème d’homomorphisme, ceci dans la perspective de confirmer des
conjectures reliant les propriétés algébriques des structures relationelles à la complexité
du problème d’homomorphisme.
Cette thèse propose dans un premier temps la caractérisation des digraphes pour les-
quels le problème d’homomorphisme avec listes appartient à FO. On montre également
que dans le cas du problèmes d’homomorphisme avec listes sur les digraphes télesco-
piques, les conjectures reliant algèbre et complexité sont confirmées.
Dans un deuxième temps, on caractérise les graphes pour lesquels le problème d’ho-
momorphisme avec listes est résoluble par cohérence d’arc. On introduit la notion de
polymorphisme monochromatique et on propose un algorithme simple qui résoud le
problème d’homomorphisme avec listes si le graphe cible admet un polymorphisme mo-
nochromatique TSI d’arité kpour tout k≥2.
Mots clés: Cohérence d’arc, digraphes, homomorphisme avec listes, polymor-
phisme, problèmes de satisfaction de contraintes
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