Generating Outerplanar Graphs Uniformly at Random

This publication is with permission of the rights owner freely accessible due to an Alliance licence and a national licence (funded by the DFG, German Research Foundation) respectively.We show how to generate labelled and unlabelled outerplanar graphs with $n$ vertices uniformly at random in polynomial time in $n$. To generate labelled outerplanar graphs, we present a counting technique using the decomposition of a graph according to its block structure, and compute the exact number of labelled outerplanar graphs. This allows us to make the correct probabilistic choices in a recursive generation of uniformly distributed outerplanar graphs. Next we modify our formulas to also count rooted unlabelled graphs, and finally show how to use these formulas in a Las Vegas algorithm to generate unlabelled outerplanar graphs uniformly at random in expected polynomial time.Peer Reviewe

Structure and enumeration of K4-minor-free links and link diagrams

We study the class L of link-types that admit a K4-minor-free diagram, i.e., they can be projected on the plane so that the resulting graph does not contain any subdivision of K4. We prove that L is the closure of a subclass of torus links under the operation of connected sum. Using this structural result, we enumerate L and subclasses of it, with respect to the minimum number of crossings or edges in a projection of L' in L. Further, we obtain counting formulas and asymptotic estimates for the connected K4-minor-free link-diagrams, minimal K4-minor-free link-diagrams, and K4-minor-free diagrams of the unknot.Peer ReviewedPostprint (author's final draft

Schematics of Graphs and Hypergraphs

Graphenzeichnen als ein Teilgebiet der Informatik befasst sich mit dem Ziel Graphen oder deren Verallgemeinerung Hypergraphen geometrisch zu realisieren. Beschränkt man sich dabei auf visuelles Hervorheben von wesentlichen Informationen in Zeichenmodellen, spricht man von Schemata. Hauptinstrumente sind Konstruktionsalgorithmen und Charakterisierungen von Graphenklassen, die für die Konstruktion geeignet sind. In dieser Arbeit werden Schemata für Graphen und Hypergraphen formalisiert und mit den genannten Instrumenten untersucht. In der Dissertation wird zunächst das „partial edge drawing“ (kurz: PED) Modell für Graphen (bezüglich gradliniger Zeichnung) untersucht. Dabei wird um Kreuzungen im Zentrum der Kante visuell zu eliminieren jede Kante durch ein kreuzungsfreies Teilstück (= Stummel) am Start- und am Zielknoten ersetzt. Als Standard hat sich eine PED-Variante etabliert, in der das Längenverhältnis zwischen Stummel und Kante genau 1⁄4 ist (kurz: 1⁄4-SHPED). Für 1⁄4-SHPEDs werden Konstruktionsalgorithmen, Klassifizierung, Implementierung und Evaluation präsentiert. Außerdem werden PED-Varianten mit festen Knotenpositionen und auf Basis orthogonaler Zeichnungen erforscht. Danach wird das BUS Modell für Hypergraphen untersucht, in welchem Hyperkanten durch fette horizontale oder vertikale – als BUS bezeichnete – Segmente repräsentiert werden. Dazu wird eine vollständige Charakterisierung von planaren Inzidenzgraphen von Hypergraphen angegeben, die eine planare Zeichnung im BUS Modell besitzen, und diverse planare BUS-Varianten mit festen Knotenpositionen werden diskutiert. Zum Schluss wird erstmals eine Punktmenge von subquadratischer Größe angegeben, die eine planare Einbettung (Knoten werden auf Punkte abgebildet) von 2-außenplanaren Graphen ermöglicht

LIPIcs, Volume 258, SoCG 2023, Complete Volume

LIPIcs, Volume 258, SoCG 2023, Complete Volum

LIPIcs, Volume 248, ISAAC 2022, Complete Volume

LIPIcs, Volume 248, ISAAC 2022, Complete Volum