Improvements on graph path queries : expression, evaluation, and minimum-weight satisfiability

Améliorations de requêtes de chemin dans les graphes : expression, évaluation et satisfiabilité de coût minimal

Ciro Morais Medeiros (1)

1 LIFO - Laboratoire d'Informatique Fondamentale d'Orléans

We deal with three problems related to graph path queries. Most current graph query languages support regular path queries. However, some applications such as source-code analysis and genetics require context-free path queries. Context-free path queries use context-free languages. There is no standard notation for context-free languages simpler than context-free grammars. The evaluation of a context-free path query is more complex than a regular path query. Moreover, in some applications, it is desired to have the minimum graph that preserves answers to a given path query. To address each of those problems, we: (1) develop an alternative notation for expressing context-free languages;(2) design, implement and experiment with a context-free path query evaluation algorithm; and (3) formalize the formal-language-constrained graph minimization problem, for which we design solutions for the cases where the formal language is regular or context-free.

Nous traitons trois problèmes liés aux requêtes de chemin en graphes. La plupart des langages de requête en graphes actuels prennent en charge les requêtes de chemins réguliers. Cependant, certaines applications telles que l’analyse du code source et la génétique nécessitent des requêtes de chemins hors-contexte. Les requêtes de chemins hors-contexte utilisent des langages hors-contexte. Il n’y a pas de notation standard pour les langages hors-contexte plus simple que les grammaires hors-contexte. L’évaluation d’une requête de chemins hors-contexte est plus complexe qu’une requête de chemins réguliers. Encore, dans certaines applications, on souhaite avoir le graphe minimum qui préserve les réponses à une requête de chemins donnée. Pour résoudre chacun de ces problèmes, nous : (1) développons une notation alternative pour exprimer des langages hors-contexte ; (2) développons et expérimentons un algorithme d’évaluation de requête de chemins hors-contexte ; et (3) formalisons le problème de minimisation de graphes contrainte par un langage formel,pour lequel nous développons des solutions pour les cas où le langage formel est régulier ou hors-contexte.

Mots clés: Context-free languages; Graph path queries; Graph minimization

Mots clés: Langages hors-contexte; Requêtes de chemin dans les graphes; Minimization de graphes

Domaines: Informatique; Mathématiques générales [math.GM]

Ciro Morais Medeiros. Improvements on graph path queries : expression, evaluation, and minimum-weight satisfiability. Computer science. Université d'Orléans; Universidade federal do Rio Grande do Norte (Natal, Brésil), 2022. English. ⟨NNT : 2022ORLE1038⟩. ⟨tel-04186027⟩