k-opt를 적용한 차수 제약 최소신장트리 알고리즘

A Degree-Constrained Minimum Spanning Tree Algorithm Using k-opt

방향 가중 그래프의 차수제약 최소신장트리 (degree-constrained minimum spanning tree, d-MST) 문제는 정확한 해를 구하는 다항시간 알고리즘이 존재하지 않아 NP-완전 문제로 알려져 왔다. 따라서 휴리스틱한 근사 알고리즘을 적용하여 최적 해를 구하고 있다. 본 논문은 차수와 사이클을 검증하는 Kruskal 알고리즘으로 d-MST의 초기 해를 구하고, d-MST의 초기 해에 대해 k-opt를 수행하여 최적 해를 구하는 다항시간 알고리즘을 제안하였다. 제안된 알고리즘을 4개의 그래프에 적용한 결과 2-MST까지 최적 해를 구할 수 있었다.

The degree-constrained minimum spanning tree (d-MST) problem is considered NP-complete for no exact solution-yielding polynomial algorithm has been proposed to. One thus has to resort to an heuristic approximate algorithm to obtain an optimal solution to this problem. This paper therefore presents a polynomial time algorithm which obtains an intial solution to the d-MST with the help of Kruskal's algorithm and performs k-opt on the initial solution obtained so as to derive the final optimal solution. When tested on 4 graphs, the algorithm has successfully obtained the optimal solutions.