Méthodes exactes et approchées par partition en cliques de graphes

Cette thèse se déroule au sein du projet ToDo (Time versus Optimality in discrete Optimization ANR 09-EMER-010) financé par l'Agence Nationale de la Recherche. Nous nous intéressons à la résolution exacte et approchée de deux problèmes de graphes. Dans un souci de compromis entre la durée d'exécution et la qualité des solutions, nous proposons une nouvelle approche par partition en cliques qui a pour but (1) de résoudre de manière rapide des problèmes exacts et (2) de garantir la qualité des résultats trouvés par des algorithmes d'approximation. Nous avons combiné notre approche avec des techniques de filtrage et une heuristique de liste. Afin de compléter ces travaux théoriques, nous avons implémenté et comparé nos algorithmes avec ceux existant dans la littérature. Dans un premier temps, nous avons traité le problème de l'indépendant dominant de taille minimum. Nous résolvons de manière exacte ce problème et démontrons qu'il existe des graphes particuliers dans lesquels le problème est 2-approximable. Dans un second temps nous résolvons par un algorithme exact et un algorithme d'approximation le problème du vertex cover et du vertex cover connexe. Puis à la fin de cette thèse, nous avons étendu nos travaux aux problèmes proches, dans des graphes comprenant des conflits entre les sommets.This thesis takes place in the project ToDo 2 funded by the french National Research Agency. We deal with the resolution of two graph problems, by exact and approximation methods. For the sake of compromise between runtime and quality of the solutions, we propose a new approach by partitioning the vertices of the graph into cliques, which aims (1) to solve problems quickly with exact algortihms and (2) to ensure the quality if results with approximation algorithms. We combine our approach with filtering techniques and heuristic list. To complete this theoretical work, we implement our algorithms and compared with those existing in the literature. At the first step, we discuss the problem of independent dominating of minimum size. We solve this problem accurately and prove that there are special graphs where the problem is 2-approximable. In the second step, we solve by an exact algorithm and an approximation algorithm, the vertex cover problem and the connected vertex cover problem. Then at the end of this thesis, we extend our work to the problems in graphs including conflicts between vertices.CLERMONT FD-Bib.électronique (631139902) / SudocSudocFranceF

Mean analysis of an online algorithm for the vertex cover problem

International audienceIn 2005, Demange and Paschos proposed in [M. Demange, V.Th. Paschos, On-line vertex-covering, Theoret. Comput. Sci. 332 (2005) 83-108] an online algorithm (noted LR here) for the classical vertex cover problem. They shown that, for any graph of maximum degree Δ, LR constructs a vertex cover whose size is at most Δ times the optimal one (this bound is tight in the worst case). Very recently, two of the present authors have shown in [F. Delbot, C. Laforest, A better list heuristic for vertex cover, Inform. Process. Lett. 107 (2008) 125-127] that LR has interesting properties (it is a good "list algorithm" and it can easily be distributed). In addition, LR has good experimental behavior in spite of its Δ approximation (or competitive) ratio and the fact that it can be executed without the knowledge of the full instance at the beginning. In this paper we analyze it deeper and we show that LR has good "average" performances: we prove that its mean approximation ratio is strictly less than 2 for any graph and is equal to 1+e−2≈1.13 in paths. LR is then a very interesting algorithm for constructing small vertex covers, despite its bad worst case behavior