Solving Distance-constrained Labeling Problems for Small Diameter Graphs via TSP
本文给出了小直径图上的{L(p)-标号}到{度量(路)TSP}的一个简单的多项式时间约简,这使我们能够使用关于{度量(路)TSP}的许多结果。在实践方面,我们可以利用各种高性能的TSP算法,如Concordo和LKH,来解决我们的问题。在理论上,我们可以看到,在这个框架下,任何p的问题都是1.5-近似的,并且可以用Held-Karp算法在O(2^n^2)时间内解决,其中n是顶点数,依此类推。
2023-03-02 cs.DS
Improved Approximations for Cubic and Cubic Bipartite TSP
我们改进的近似保证旅行推销员问题的三次图,三次二分图。对于具有n个节点的三次二部图,我们通过给出一个简单的“局部改进”算法来改进Karp和Ravi(2014)的最近结果,该算法找到长度至多为5/4 n - 2的巡回。对于2-连通三次图,我们证明了Moemke和Svensson(2011)的技术可以与Correa,Larre和Soto(2012)的技术相结合,以获得长度至多为(4/3-1/8754)n的巡回赛。
2016-06-24 cs.DS
On Approximating Multi-Criteria TSP
我们目前的近似算法几乎所有的变种的多标准旅行商问题(TSP)。首先,我们设计了多准则最大旅行商问题(Max-TSP)的随机近似算法。对于多准则Max-STSP,其中的边权重必须是对称的,我们设计了一个算法的近似比为2/3 - eps。对于多准则Max-ATSP,边的权重可能是不对称的,我们提出了一个算法的比率为1/2 - eps。我们的算法适用于任何固定数量k的目标。此外,我们提出了一个确定性算法的双标准Max-STSP,实现了近似比为7/27。最后,我们给出了一个求解带三角不等式的非对称多准则最小TSP问题的随机近似算法Min-ATSP。该算法实现了log n + eps的比率。
2011-07-13 cs.DS
Approximating the Regular Graphic TSP in near linear time
本文提出了一种计算无向正则图中旅行推销员行程的随机近似算法。给定一个$n$ -顶点,$k$ -正则图,该算法以高概率在$O(nk \log k)$时间内计算出长度最多为$\left(1+\frac{7}{\ln k-O(1)}\right)n$的路线.这改进了Vishnoi(\cite{Vishnoi12},FOCS 2012)针对同一问题的最新结果,包括近似因子和运行时间。我们的算法的关键成分是一种技术,使用边着色算法采样周期覆盖$O(n/\log k)$周期具有高概率,在近线性时间。此外,我们还给出了一个确定性的$\frac{3}{2}+O\left(\frac{1}{\sqrt{k}}\right)$因子近似算法$O(nk)$。
2014-06-13 cs.DS
Approximating Asymmetric A Priori TSP beyond the Adaptivity Gap
本文研究带独立激活概率的非对称先验TSP,证明适应性差距的多项式下界,并通过Hop-ATSP、低直径分解和覆盖归约等方法给出准多项式时间O(log n)近似算法。
2025-10-20 cs.DS
Approximating Prize-Collecting TSP below 1.556
School of Mathematics and Statistics, Yunnan University(云南大学数学与统计学院)
本文提出一种更简单的奖赏收集旅行商问题近似算法,通过省略分裂预处理并将LP相对近似比从1.599改进至1.555761,主要贡献在于对奇偶校正步骤的更强分析。
2026-10-21 cs.DS
Approximating Graphic Multi-Path TSP and Graphic Ordered TSP
本文针对图度量下的 Multi-Path TSP 提出 2 近似算法,并证明源汇相同特例的亚2算法可推广;同时将 Ordered TSP 的图度量近似比改进至 1.791。
2025-08-30 cs.DS
13/9-approximation for Graphic TSP
旅行商问题是近似算法中最基本、研究最多的问题之一。30多年来,一般度量的最佳算法是近似因子为3/2的Christofides算法,尽管该问题的所谓Held-Karp LP松弛被证明只有4/3的完整性差距。最近,对于图形度量的重要特殊情况已经取得了重大进展,首先是由Oveis Gharan等人,然后是莫克和斯文森在本文中,我们提供了一个改进的分析方法介绍了由Momke和Svensson产生的13/9的近似因子的界,以及一个19/12+的界为任何n> 0的一个更一般的旅行推销员路径问题的图形度量。
2011-10-04 cs.DS
Approximating TSP walks in subcubic graphs
证明了$n_2$顶点数为2的$n$顶点上的简单2连通次立方图的TSP行走长度至多为$\frac{5n+n_2}{4}-1$,从而证实了Dvotelák,Král '和Mohar的一个猜想.这个界限是最好的可能;存在无穷多个次三次图和三次图,它们的最小TSP行走分别具有长度$\frac{5n+n_2}{4}-1$和$\frac{5n}{4} - 2$。我们刻画了极值次立方的例子满足这个界限。我们还给出了一个二次时间组合算法找到这样的TSP行走。特别是,我们得到了一个$\frac{5}{4}$ -近似算法的简单三次图上的图形TSP,提高了以前最好的已知的近似比$\frac{9}{7}$。
2021-12-12 cs.DM cs.DS math.CO
Approximating Prize-Collecting Variants of TSP
本文针对同时推广Prize-collecting TSP和Ordered TSP的PCOTSP问题,通过结合树采样、概率顶点选取和剪枝奇偶性修正技术,提出了2.097近似算法,并扩展至Prize-collecting Multi-Path TSP获得2.41近似比。
2024-11-22 cs.DS
Approximating Traveling Salesman Problems Using a Bridge Lemma
University of Wrocław(弗罗茨瓦夫大学);University of Alberta(阿尔伯塔大学);University of Augsburg(奥格斯堡大学);University of Sheffield(谢菲尔德大学)
本文改进了顺序TSP和k人TSP路径的近似算法,通过桥引理的改进方法,分别获得1.878和2.214的近似比,突破了传统方法的限制。
2026-03-20 cs.DS
A 1.5-Approximation for Path TSP
本文提出了度量路径旅行商问题(Path TSP)的一个$1.5$ -近似.最近对路径TSP的所有改进都关键地利用了An,Kleinberg和Shmoys [Journal of the ACM,2015]所示的结构属性,即相对于Held-Karp解决方案的窄切割形成链。我们显着偏离这些方法,显示处理较大的$s$ - $t$切割的好处,即使它们的结构少得多。更准确地说,我们证明了Traub和Vygen最近引入的动态规划思想的变体[SODA,2018]通过利用Karger关于近最小切割数量的开创性结果,足以处理更大尺寸的切割。这避免了Traub和Vygen使用的动态规划的递归应用,并导致一个相当简单的算法,避免了近似保证中的额外误差项。我们匹配仍然不败的$1.5$ -近似保证Christofides的TSP算法。因此,路径TSP的逼近性的任何进一步的进展也将导致TSP的改进。
2018-10-21 cs.DM cs.DS
Approximating Minimum-Cost Connected T-Joins
我们设计并分析了最小代价连通T-连接问题的近似算法:给定一个无向图G =(V;E),G的边都是非负代价的,且G是一个节点子集T,找到(如果存在)一个最小代价的生成连通子图H,使得T中的每个节点都是奇数度,不在T中的每个节点都是偶数度; H可以有G的任意边的多个副本.两个著名的特例是TSP(|T| = 0)和s-t路径TSP(|T| = 2)。最近,An,Kleinberg和Shmoys [STOC 2012]改进了后一个问题的长期5/3近似保证,并提出了一种基于LP舍入的算法,该算法实现了(1+sqrt(5))/2 < 1.6181的近似保证。我们证明了安等人的方法。扩展到最小成本连接的T-连接问题。他们提出了一个新的证明,保证了s-t路径TSP的5/3近似;他们的证明很容易扩展到最小成本连接T-join问题。接下来,我们通过扩展他们的LP舍入算法来改进5/3的近似保证,以获得对于所有|T| >= 4的13/8 = 1.625的近似保证。最后,我们专注于奖品收集版本的问题,并提出了一个原始-对偶算法,是“拉格朗日乘子保持”,并实现了近似保证3 - 2/(|T| -1)时,|T| >= 4。我们的原始-对偶算法是一个推广已知的原始-对偶2-近似的奖品收集的s-t路径TSP。此外,我们表明,我们的分析是紧密的,提出的实例与|T| >= 4,这样的算法找到的解决方案的成本正好是3 - 2…
2012-07-24 cs.DS
TSP Escapes the $O(2^n n^2)$ Curse
针对旅行商问题动态规划算法六十年未变的 $O(2^n n^2)$ 时间瓶颈,通过将递归重构为 min-plus 矩阵乘积,首次提出确定性时间 $2^n n^2 / 2^{Ω(\sqrt{\log n})}$ 的改进算法。
2024-05-27 cs.CC cs.DS
On the metric s-t path Traveling Salesman Problem
研究了度量$s$ - $t$路径旅行商问题(TSP). [An Kleinberg和Shmoys,STOC 2012]对长期存在的$\frac{5}{3}$近似因子进行了改进,并提出了一种实现近似因子$\frac{1+\sqrt{5}}{2}\approx1.61803$的算法。后来[SebIgn,IPCO 2013]进一步将近似因子改进为$\frac{8}{5}$。我们提出了一个简单的,独立的分析,统一了这两个结果,我们的主要贡献是一个\emph{unified correction vector}。我们比较了两种不同的线性规划(LP)松弛的$s$ - $t$路径TSP,即路径版本的Held-Karp LP松弛TSP和较弱的LP松弛,我们表明,这两个LP具有相同的(分数)最优值。此外,我们还证明了两个LP的积分解的最小成本在彼此的$\frac{3}{2}$的一个因子内。我们证明了代价$c$的较强LP松弛的半整数解可以四舍五入为代价至多为$\frac{3}{2}c$的整数解。此外,我们给出了一个坏的例子,提出了两个明显的方法,旨在$\frac{3}{2}$的近似因子的障碍。
2015-03-14 cs.DS
Degree-Bounded Generalized Polymatroids and Approximating the Metric Many-Visits TSP
在有界度拟阵基问题中,我们给出了同一基集上的拟阵和超图,以及该基集的元素的代价,以及每个超边$\varepsilon$的上下界$f(\varepsilon)$和$g(\varepsilon)$。目标是找到一个最小成本的基础$B$,使$f(\varepsilon) \leq |B \cap \varepsilon| \leq g(\varepsilon)$的每个超边缘$\varepsilon$。Király等人(Combinatorica,2012)提供了一种算法,该算法找到了最多最优值的成本基础,该最优值违反了最多$2 Δ-1$的下限和上限,其中$Δ$是超图的最大度。当对于每个超边缘仅存在下限或仅存在上限时,该加性误差减小到$Δ-1$。我们考虑扩展的拟阵的基础问题,广义多拟阵,或g-多拟阵,并允许元素的多重性。有界度g-多元拟阵元重数问题以一个g-多元拟阵$Q(p,b)$而不是拟阵作为输入,每个超边$\varepsilon$除了有上下界外,还具有元重数$m_\varepsilon$ .根据Király等人的方法,我们提供了一种算法,用于找到成本最多为最优值的解,具有相同的加法近似保证。作为一个应用程序,我们开发了一个$1.5$ -近似的度量多次访问TSP,其目标是找到一个最低成本的旅游,访问每个城市$v$一个积极的$r(v)$次数。我们的方法结合了我们的算法的有界度g-多拟阵元素问…
2019-12-14 cs.DM cs.DS
Multi Purpose Routing: New Perspectives and Approximation Algorithms
由于服务延迟而导致的成本对于车辆路由的各种应用(诸如医疗紧急情况、物流操作和共乘)可能本质上不同。我们研究了旅行商问题,即$L_p$ TSP的基本推广,其目标是最大限度地减少在服务中的延迟的聚合措施,量化的Minkowski $p$ -范数的延迟向量。我们提出了有效的组合和线性规划算法近似$L_p$ TSP的一般度量。我们提供了几个近似算法的$L_p$ TSP问题,包括$4.27$和$10.92$ -近似算法的单和多车辆$L_2$ TSP,称为旅行消防员问题。在其他贡献中,我们提供了一个$8$近似和$1.78$不可近似的全范数TSP问题,解决的情况下,不知道理想的成本函数,或寻求同时近似的任何成本函数。
2022-08-08 cs.DS
A $(3/2 + \varepsilon)$-Approximation for Multiple TSP with a Variable Number of Depots
针对可变数量仓库的多重TSP近似难题,论文突破既有n^{Θ(d)}时间壁垒,提出高效随机算法,在(1/ε)^{O(d log d)}·n^{O(1)}时间内以恒定概率得到(3/2+ε)-近似,并为图度量给出2^d·n^{O(1)}时间的确定性3/2-近似。
2023-07-14 cs.DS
A 9/7-Approximation Algorithm for Graphic TSP in Cubic Bipartite Graphs
我们证明了新的结果近似图形TSP。具体来说,我们给出了三次二部图的多项式时间\frac{9}{7} -近似算法和k-正则二部图的(\frac{9}{7} + \frac{1}{21(k-2)})-近似算法,这两个算法都是改进的近似因子.我们的方法涉及到找到一个周期相对较少的周期覆盖,我们能够做到这一点,利用的事实是,所有的周期在二分图的长度是均匀的,随着我们的知识结构的三次图。
2014-10-31 cs.DS math.CO
Approximating LZ77 via Small-Space Multiple-Pattern Matching
我们将Karp-Rabin字符串匹配推广到处理$\mathcal{O}(n \log n + m)$时间和$\mathcal{O}(s)$空间中的多个模式,其中$n$是文本的长度,$m$是$s$模式的总长度,以高概率返回正确答案。作为我们的算法的一个主要应用,我们展示了如何近似LZ 77解析长度为$n$的字符串。如果最佳解析由$z$短语组成,则对于任何$\varepsilon\in (0,1]$,仅使用$\mathcal{O}(z)$工作空间,我们可以在$\mathcal{O}(\varepsilon^{-1}n\log n)$时间内返回最多由$(1+\varepsilon)z$短语组成的解析。由于先前的LZ 77的准线性时间算法使用$Ω(n/\textrm{polylog }n)$空间,但是$z$在$n$中可以是指数小的,所以这些空间上的改进是实质性的。
2015-09-10 cs.DS
Approximating Max-Cut on Bounded Degree Graphs: Tighter Analysis of the FKL Algorithm
本文给出了度为$\leq d$的加权图上最大割的一个$α_{GW} + \tildeΩ(1/d^2)$ -因子近似算法.这里,$α_{GW}\approx 0.878$是最大切割的Goemans-Williamson舍入的最差情况近似比。这改进了Feige,Karpinski,Langberg和Florén以前的结果。我们的保证是通过更严格的分析,通过应用自然的局部改进程序得到的解决方案,以加强与三角形不等式的基本SDP的Goemans-Williamson舍入。
2022-06-18 cs.CC cs.DS
Shorter Tours by Nicer Ears: 7/5-approximation for graphic TSP, 3/2 for the path version, and 4/3 for two-edge-connected subgraphs
我们证明了新的结果近似的图形TSP和一些相关的问题。我们得到改进的近似保证多项式时间算法。对于图形TSP本身,我们将近似比提高到7/5。对于一个推广,连接- $T$ -连接问题,我们得到了第一个非平凡的近似算法,比例为3/2。其中包含图形$s$ - $t$ -path-TSP作为特例。我们改进了求最小2-边连通生成子图的近似保证为4/3。我们所有算法的关键新成分是一种特殊的耳朵分解优化使用森林超图表示。同样的方法也提供了我们用来推导近似比的下界(由LP松弛引起)。
2012-03-30 cs.DM cs.DS math.CO
Constant-factor approximations for asymmetric TSP on nearly-embeddable graphs
非对称旅行商问题(ATSP)的目标是在一个有向图中找到一个访问每个顶点的最小费用的闭行走。我们考虑ATSP在拓扑限制图上的可逼近性。[Oveis Gharan and Saberi 2011]已经证明了平面图和更一般的常定向亏格的图上存在多项式时间常数因子近似。这一结果由[Erickson and Sidiropoulos 2014]扩展到不可定向的属。我们证明了对于任何一类\emph{nearly-embeddable}图,ATSP都有多项式时间常数因子近似。更精确地说,我们证明了,对于任何固定的$k\geq 0$,存在$α, β>0$,使得ATSP上的$n$ -顶点$k$ -近嵌入图允许一个$α$ -近似的时间$O(n^β)$。一类$k$ -几乎可嵌入图包含至多有$k$顶点、至多有$k$宽度的$k$涡、至多有$k$可定向亏格或不可定向亏格的底层曲面的图.在我们的工作之前,即使是单顶点图的情况也是开放的。我们的算法结合了工具,从四舍五入的Held-Karp LP通过薄树与动态规划。我们补充我们的上界显示,解决ATSP的路径宽度$k$图(因此在$k$ -近嵌入图)需要时间$n^{Ω(k)}$,假设指数时间假设(ETH)。这是令人惊讶的,因为无向图上的TSP和有向图上的最小成本哈密尔顿圈都是由树宽参数化的FPT。
2016-01-07 cs.CG cs.DS
Sequential and Parallel Algorithms for Mixed Packing and Covering
混合填充和覆盖问题是可以用非负系数表示为线性规划的问题。例如多商品网络流、TSP的Held-Karp下界、集合覆盖的分数松弛、装箱、背包、调度问题、最小权三角剖分等。本文给出了一般问题的近似算法。顺序算法是一种简单的贪心算法,它可以在O(n ^-2 log m)线性时间迭代中找到ε近似解。并行算法做类似的工作,但在多对数时间内完成。这些结果推广了Michael Luby和Noam Nisan(1993)以及Naveen Garg和Jochen Konemann(1998)以前关于纯填充和覆盖(约束都是“小于”或“大于”的特殊情况)的工作。
2002-05-18 cs.DS
Approximating Bin Packing within O(log OPT * log log OPT) bins
对于装箱,输入由大小为s_1,.,s_n在[0,1]中,其必须被分配给最小数量的大小为1的仓。1982年的开创性Karmarkar-Karp算法产生了最多OPT + O(log^2 OPT)bin的解。我们提供了第一个改进,在现在的30年,并表明,可以找到一个解决方案的成本OPT + O(日志OPT * 日志日志OPT)在多项式时间。这是通过使用来自差异理论的熵方法将分数解舍入到Gilmore-Gomory LP松弛来实现的。通过Bansal和Lovett-Meka的算法,结果是建设性的。
2014-03-10 cs.DS math.CO
A PTAS for Euclidean TSP with Hyperplane Neighborhoods
在带邻域的旅行商问题(TSPN)中,我们给出了某个空间中的几何区域的集合。我们的目标是输出一个最短长度的旅游,访问每个地区至少一个点。即使在欧几里得平面上,TSPN也被认为是APX困难的,这使得研究该问题更容易处理的特殊情况。在本文中,我们专注于基本特殊情况下的区域是超平面的$d$维欧氏空间。这种情况与所谓的脂肪区域的情况形成了对比。虽然对于$d=2$的精确算法与运行时间$O(n^5)$是已知的,解决精确的逼近问题的$d=3$已被反复提出作为一个开放的问题。迄今为止,只有一个近似算法,保证指数在$d$是已知的,NP-硬度仍然开放。对于任意固定的$d$,我们开发了一个多项式时间近似计划(PTAS),工程的旅游和路径版本的问题。我们的算法是基于近似的凸包的最佳巡回赛的凸多面体的有界复杂性。这样的多面体表示为一个复杂的LP制定,我们结合枚举的巡回赛的关键属性的解决方案。由于近似保证接近$1$,我们的计划相应地调整所考虑的多面体的复杂性。在我们的近似方案的分析,我们表明,我们的搜索空间包括一个足够好的近似的最佳。要做到这一点,我们开发了一种新的和一般的稀疏化技术,将任意凸多面体转化为一个具有恒定数量的顶点,反过来,在上述意义上的有界复杂性之一。因此,我们保持了多面体的重要性质。
2019-06-13 cs.DS
Improved space-time tradeoff for TSP via extremal set systems
TU Dresden(德累斯顿工业大学)
本文改进了TSP的空间时间折衷,通过构造稀疏集合系统,实现了更优的折衷,同时推翻了相关猜想,拓展到其他排列问题。
2026-04-07 cs.DS math.CO
Faster Algorithms for Orienteering and $k$-TSP
我们考虑欧氏空间中的有根定向问题:给定$\mathbb R^d$中的$P$点,一个根点$s\in P$和一个预算$\mathcal B>0$,寻找一条从$s$开始,总长度至多为$\mathcal B$,并访问尽可能多的$P$点的路径.这个问题是NP难的,因此我们研究PDMATHAMT近似算法。由于Chen和Har-Peled(2008),针对此问题的先前多项式时间近似方案(PTAS)在时间上运行$n^{O(d\sqrt{d}/δ)}(\log n)^{(d/δ)^{O(d)}}$,并且在此时间界限上的改进被留下作为开放问题。我们的主要贡献是一个PTAS与显着改善的时间复杂度$n^{O(1/δ)}(\log n)^{(d/δ)^{O(d)}}$。用于近似定向问题的已知技术是将其简化为求解根$k$-TSP的$1/δ$相关实例($k$-TSP巡回是访问至少$k$点的巡回)。然而,$k$ -TSP旅游在这方面的减少必须达到一定的超额保证(即,他们的长度可以超过最佳长度只在比例的最佳参数称为过剩),这是强于通常的$(1+δ)$ -近似。我们的主要技术贡献是改善这些$k$ -TSP变体的运行时间,特别是在其对维度$d$的依赖性方面。实际上,我们的运行时间是多项式的,即使对于一个中等大的维度,大约是$d=O(\log\log n)$而不是$d=O(1)$。
2022-04-21 cs.CG cs.DS
Optimal chain density, entropy, and space-time tradeoffs for the TSP
Columbia University(哥伦比亚大学);Dresden University of Technology(德累斯顿工业大学)
研究关于[n]上集合系统规模与全链数量权衡问题,通过转化为信息与熵权衡,给出γ≈3.1819的最优界,弥合差距,得到时空乘积为O(3.1819^n)的TSP算法,还改进了布尔格中纤维最小规模的界。
2026-07-14 cs.DS math.CO
A near-optimal approximation algorithm for Asymmetric TSP on embedded graphs
对于有界可定向亏格和不可定向亏格的非对称旅行商问题,我们给出了一个近似多项式时间近似算法。我们的算法在亏格为g的图上实现了O(f(g))的逼近因子,其中f(n)是在任意n-顶点图上在多项式时间内可实现的最佳逼近因子。特别地,Asadpour等人[SODA 2010]的一般图的O(log(n)/loglog(n))-近似算法直接暗示了genus-g图的O(log(g)/loglog(g))-近似算法。我们的结果改进了Oveis Gharan和Saberi [SODA 2011]的O(sqrt(g)*log(g))-近似算法,该算法仅适用于具有可定向亏格g的图;我们的结果是具有有界不可定向亏格的图的第一个近似算法。此外,利用最近的进展,近似的图的亏格,我们的O(log(g)/ loglog(g))-近似可以实现,即使没有嵌入时,输入图有界度。相比之下,Oveis Gharan和Saberi的O(sqrt(g)*log(g))-近似算法需要亏格-g嵌入作为输入的一部分。最后,我们的技术导致了一个O(1)-近似算法的ATSP图的亏格g,运行时间为2^O(g)*n^O(1)。
2013-05-10 cs.CG cs.DS
Space Lower Bounds for Approximating Maximum Matching in the Edge Arrival Model
在线和流媒体环境中的二分匹配问题最近受到了很多关注。经典的顶点到达设置,著名的Karp,Vazirani和Vazirani(KVV)算法实现了$1-1/e$近似,这是相当好理解的:$1-1/e$近似在在线和半流设置中都是最优的,其中算法被约束为使用$n\cdot \log^{O(1)} n$空间。更具有挑战性的边缘到达模型最近在在线算法文献中取得了重大进展。对于严格在线模型(无抢占),已排除优于平凡因子$1/2$的近似值[Gamlath et al'FOCS'19]。对于限制较少的在线抢先模型,已经排除了优于$\frac1{1+\ln 2}$ -近似[Epstein et al'STACS'12]甚至优于$(2-\sqrt{2})$ -近似[Huang et al'SODA'19]的情况。边缘到达模型中的在线抢先匹配的最新硬度结果是基于使用边缘到达将KVV硬实例的多个副本串在一起的想法。在本文中,我们将展示如何实现这样的建设使用的想法在Ruzsa-Szemerédi图的文献中。其结果是,我们表明,任何单程流算法,近似的最大匹配的二分图与$n$顶点的一个因素比$\frac1{1+\ln 2}\approx 0.59$需要$n^{1+Ω(1/\log\log n)}\gg n \log^{O(1)} n$空间。这给出了经典的单侧顶点到达设置和半流模型中的边到达设置之间的第一分离。
2021-03-22 cs.DS
Determinant Sums for Undirected Hamiltonicity
我们提出了一个在$O^*(1.657^{n})$时间内运行的$n$ -顶点无向图的Hamilton性检测的Monte Carlo算法.据我们所知,这是自近50年前为TSP建立$O^*(2^n)$界(Bellman 1962,Held和Karp 1962)以来,对该问题最坏情况运行时间的第一次超多项式改进。它部分地回答了Woeginger在2003年关于NP难问题的精确算法的调查中的第一个开放问题。对于二部图,我们将其上界提高到$O^*(1.414^{n})$时间.在$n$中,利用空间多项式可以实现二分算法和一般算法。我们结合几个最近复活的想法得到的结果。我们的主要技术贡献是一个新的减少启发的代数筛选方法的$k$ -路径(Koutis ICALP 2008年,威廉姆斯IPL 2009年)。我们引入了标记循环覆盖和,其中我们被设置为在特征为2的有限域上计数加权弧标记循环覆盖。我们将哈密尔顿性简化为标记循环覆盖和,并应用精确集覆盖的行列式求和技术(Björklund STACS 2010)来评估它。
2010-08-03 cs.DS
Improved Time Complexity of Bandwidth Approximation in Dense Graphs
给定图$G=(V, E)$和和从$V$到$\{1, ..., n\}$的适当标记$f$,我们将$B(f)$定义为$f(u)$和$f(v)$之间的最大绝对差,其中$(u,v)\in E$。$G$的带宽是所有$f$的最小$B(f)$。如果$G$的最小度是$δn$,则称$G$是$δ$ -稠密的。本文研究了Karpinski {et al}的经典方法在近似比和时间复杂度之间的权衡。\cite{Karpin97},并给出了一个快速的$δ$ -稠密图带宽的随机化近似算法.特别是,通过去除枚举所有可能的放置球到箱子所需的时间复杂度的polylog因子,我们将时间复杂度从$O(n^6\cdot (\log n)^{O(1)})$降低到$O(n^{4+o(1)})$。在此之前,我们重新制定的完美匹配阶段的算法与最大流问题的规模较小,并降低了时间复杂度为$O(n^2\log\log n)$。我们还扩展了图形类可以应用于原来的方法:我们表明,该算法保持多项式时间,只要$δ$是$O({(\log\log n)}^2 / {\log n})$。
2012-11-01 cs.DS math.CO
On the Number of Iterations for Dantzig-Wolfe Optimization and Packing-Covering Approximation Algorithms
给出了一类自然的近似求解填充/覆盖线性规划的拉格朗日松弛算法的迭代复杂度的下界。我们表明,给定一个输入与$m$随机0/1约束$n$变量,具有很高的概率,任何这样的算法需要$Ω(ρ\log(m)/ε^2)$迭代计算$(1+ε)$近似解,其中$ρ$是输入的宽度。对于参数$(m,n,ρ,ε)$的范围,界限是紧的。该类中的算法包括Dantzig-Wolfe分解,Benders分解,Held和Karp [1971]为下界TSP开发的拉格朗日松弛,以及许多其他算法(例如Plotkin,Shmoys和Tardos [1988]以及Grigoriadis和Khachiyan [1996])。为了证明这个界,我们使用了一个差异参数来证明随机两人零和0/1矩阵博弈的$(1+ε)$ -近似混合策略的支持大小的一个类似的下界。
2015-11-19 cs.CC cs.DS
Approximating Klee's Measure Problem and a Lower Bound for Union Volume Estimation
该研究证明了基于三类查询的并集体积估计算法的查询复杂度下界为Ω(n/ε²),并利用几何特性提出了更高效的Klee测度问题近似算法,将时间复杂度优化至O((n+1/ε²)·log^O(d)n)。
2025-03-25 cs.CC cs.CG cs.DS
Better bounds for matchings in the streaming model
在本文中,我们提出了改进的边界近似最大匹配的二部图中的流模型。首先,我们考虑的问题,以及最大匹配可以近似在一个单一的通过输入使用$\tilde O(n)$空间,其中$n$是在输入图中的顶点数。在文献中已经考虑了这个问题的两个自然变体:(1)边到达设置,其中边到达流中,以及(2)顶点到达设置,其中图的一侧上的顶点与它们的所有入射边一起到达流中。后一种设置也在在线算法的上下文中得到了广泛的研究,其中每个到达的顶点必须在到达时被匹配或丢弃。在在线设置中,著名的Karp-Vazirani-Vazirani算法实现了$1-1/e$近似。尽管流模型的限制较少,因为算法不被约束为在到达时可匹配地匹配顶点,但是在具有顶点到达和$\tilde O(n)$空间的流模型中最公知的近似是$1-1/e$的相同因子。我们表明,没有一个单通流算法,使用$\tilde O(n)$空间可以实现一个更好的比$1-1/e$近似最大匹配,即使在顶点到达设置。这导致了一个惊人的结论,即没有一个单通道流算法可以做得比在线算法更好,除非它使用明显超过$\tilde O(n)$空间。此外,我们的边界产生最知名的不可能结果近似匹配的边缘到达模型。我们还给出了一个简单的算法,实现近似比$1-e^{-k}k^{k-1}/(k-1)!=1-\frac1{\sqrt{2πk}}+o(1/k)$在$k$通过顶点到达模型使用线性空间,改进以前…
2021-03-17 cs.DS
Exact exponential algorithms for two poset problems
偏序集是在计算机科学中有重要应用的基本组合对象。对于一个大小为$n$的偏序集,也许最自然的算法任务是计算它的线性扩张的个数。1991年,Brightwell和Winkler证明了这个问题是$\#P$ -hard。尽管进行了广泛的研究,最快的已知算法仍然是直接的$O(n 2^n)$ -时间动态规划(Bellman-Held-Karp算法的TSP的一种适应)。最近,Dittmer和Pak证明了这个问题对于二维偏序集仍然是$\#P$ -困难的,并且即使在这种特殊情况下,也没有算法可以打破$2^n$ -障碍。关于二维问题是否比一般情况更容易的问题,早在几十年前就由莫林、费尔森和韦尼施等人提出。本文证明了二维偏序集的线性扩张的个数可以在时间$O(1.8172^n)$上计算。相关的跳跃数问题要求偏序集的线性扩展,最小化相邻的不可比对的数量。该问题在调度问题中有着广泛的应用,并得到了广泛的研究。1981年,Pulleyblank证明它是NP完全的。我们表明,跳跃数问题可以解决(在任意偏序集)的时间$O(1.824^n)$。这(稍微)改进了Kratsch和Kratsch的先前最佳界。
2020-06-11 cs.DS math.CO
From Chinese Postman to Salesman and Beyond I: Approximating Shortest Tours $δ$-Covering All Points on All Edges
本文提出δ覆盖所有边上点的最短回路δ-Tour问题,针对不同δ取值区间设计了多项式时间近似算法,是该问题系列研究的第一篇。
2025-02-24 cs.CC cs.DS
Improved Approximations for Vector Bin Packing via Iterative Randomized Rounding
该研究针对d维向量装箱问题,首次将迭代随机舍入应用于该领域,提出改进的渐近近似算法,在一般维度和二维特殊情形下均刷新了此前的最优近似比。
2023-04-28 cs.DS
Near-Optimal Bounds for Parameterized Euclidean k-means
Google Research(谷歌研究);Rutgers University(罗格斯大学);Université Paris Cité, CNRS(巴黎西岱大学,法国国家科学研究中心);Aarhus University(奥胡斯大学)
本文基于XXH假设,证明了欧几里得k均值问题在时间复杂度上的下界,且展示了精确算法在小k值时的最优性。
2026-03-30 cs.CC cs.CG cs.DS