We study various aspects of the first-order transduction quasi-order, which provides a way of measuring the relative complexity of classes of structures based on whether one can encode the other using a formula of first-order (FO) logic. In contrast with the conjectured simplicity of the transduction quasi-order for monadic second-order logic, the FO-transduction quasi-order is very complex; in particular, we prove that the quotient partial order is not a lattice, although it is a bounded distributive join-semilattice, as is the subposet of additive classes. Many standard properties from structural graph theory and model theory naturally appear in this quasi-order. For example, we characterize transductions of paths, cubic graphs, and cubic trees in terms of bandwidth, bounded degree, and treewidth. We establish that the classes of all graphs with pathwidth at most~$k$, for $k\geq 1$, form a strict hierarchy in the FO-transduction quasi-order and leave open whether same is true for treewidth. This leads to considering whether properties admit maximum or minimum classes in this quasi-order. We prove that many properties do not admit a maximum class, and that star forests are the minimum class that is not a transduction of a class with bounded degree, which can be seen as an instance of transduction duality. We close with a notion of dense analogues of sparse classes, and discuss several related conjectures. As a ubiquitous tool in our results, we prove a normal form for FO-transductions that manifests the locality of FO logic. This is among several other technical results about FO-transductions which we anticipate being broadly useful.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

【ACL2020】多模态信息抽取,365页ppt
专知会员服务
151+阅读 · 2020年7月6日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关VIP内容
【ACL2020】多模态信息抽取,365页ppt
专知会员服务
151+阅读 · 2020年7月6日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员