Sublinear Estimation of Weighted Matchings in Dynamic Data Streams
本文提出了一种通过扩充任意一个未加权匹配大小的估计程序来估计最大加权匹配的权值的算法。该算法可在包括动态图流在内的任何流模型中实现。我们还给出了平面图(或任何有界荫度的图)的动态图流中的最大匹配大小的第一个常数估计使用$\tilde{O}(n^{4/5})$空间,也扩展到加权匹配。利用Kapralov,Khanna和Sudan(2014)的先前结果,我们分别获得了随机顺序流中使用$\mathrm{polylog}(n)$空间的一般图的$\mathrm{polylog}(n)$近似。此外,我们给出了一个空间下界的$Ω(n^{1-\varepsilon})$的任何随机算法估计的最大匹配的大小为一个$1+O(\varepsilon)$因素的对抗流。
2015-07-09 cs.DS
Weighted Popular Matchings
我们研究给求职者分配工作的问题。每个申请人都有一个权重,并提供一个优先列表,对工作的一个子集进行排名。匹配的M是受欢迎的,如果没有其他匹配的M',使得更喜欢M'而不是M的申请人的权重超过更喜欢M而不是M '的申请人的权重。本文给出了有效的算法,找到一个流行的匹配,如果存在。
2007-07-04 cs.DS
Scaling Algorithms for Weighted Matching in General Graphs
我们提出了一个新的缩放算法的最大(或最小)重量完美匹配一般,边加权图。我们的算法运行在$O(m\sqrt{n}\log(nN))$的时间,$O(m\sqrt{n})$每个规模,这匹配的最佳基数匹配算法的稀疏图的运行时间。这里,$m,n,$和$N$限制了边的数量、顶点和任意边权重的大小。我们的结果改进了一个25岁的Gabow和Tarjan的算法,它运行在$O(m\sqrt{n\log nα(m,n)} \log(nN))$时间。
2017-10-09 cs.DS
Fast Average-Case Pattern Matching on Weighted Sequences
大小为$σ$的字母表上的加权字符串是这样的字符串,在该字符串中,一组字母可以以各自的出现概率出现在每个位置处。加权字符串,也称为位置权重矩阵或不确定序列,在许多情况下自然出现。在这篇文章中,我们研究了加权字符串匹配问题,特别关注平均情况分析。给定一个加权模式字符串$x$的长度$m$,一个文本字符串$y$的长度$n>m$,和一个累积的权重阈值$1/z$,定义为最小概率的因素出现在一个加权字符串,我们提出了一个算法,需要平均情况下的搜索时间$o(n)$的模式匹配的重量比$\frac{z}{m} < \min\{\frac{1}{\log z},\frac{\log σ}{\log z (\log m + \log \log σ)}\}$。对于长度为$m$的模式串$x$,长度为$n>m$的加权文本串$y$,以及累积权重阈值$1/z$,我们提出了一种算法,对于相同的权重比,需要平均情况下的搜索时间$o(σn)$。这些结果的重要性在于,这些算法的工作在平均情况下的次线性搜索时间的文本的大小,并在线性预处理的时间和空间的模式的大小,为这些比率的事实。
2015-12-08 cs.DS
Maximum Weighted Matching with Few Edge Crossings for 2-Layered Bipartite Graph
设c为非负常数。设G=(V,E)是一个边权二部图,它有2层图和一个相交边对族X.我们考虑寻找一个最大加权匹配M* 的问题,使得M* 中的每条边与M* 中至多c条其它边相交,并且M* 中的所有边交叉都包含在X中。在本文中,我们提出了多项式时间算法的情况下,c=1和2。算法的时间复杂度分别为O((k+m)log n+n)(c=1)和O(k^3+k^2n+m(m+log n))(c=2),其中n= |V|,m= |E|,k= |X| .
2019-09-15 cs.DS
Beating $(1-1/e)$-Approximation for Weighted Stochastic Matching
在随机加权匹配问题中,目标是在不确定图的边是否存在的情况下,找到图的大权匹配。具体地,每个边$e$具有已知的权重$w_e$,但是以某种概率$p_e$独立地实现。该算法可以查询边以查看它是否被实现。我们认为,充分研究的查询提交版本的问题,其中任何查询的边缘,碰巧实现必须包括在解决方案中。Gamlath,Kale和Svensson证明了当输入图是二分图时,这个问题允许一个$(1-1/e)$ -近似。在本文中,我们给出了一个算法,对于一个绝对常数$δ> 0.0014$获得一个$(1-1/e+δ)$ -近似,从而打破了这个普遍的界限。
2022-10-31 cs.DS
Competitive Algorithms for Online Weighted Bipartite Matching and its Variants
在线二分匹配已经被广泛研究。在未加权的情况下,Karp等人给出了一个最优的$(1 - 1/e)$ -竞争随机算法。在加权设置中,最优算法仅在对边权重的假设下实现。对于一般情况,除了平凡的$1/2$ -竞争性贪心算法之外,几乎一无所知。最近,Fahrbach等人提出了一种0.5086-竞争算法(用于模型中的问题,即自由处置),克服了长期存在的1/2障碍。此外,在设计在线匹配问题及其变体的竞争算法时,已经开发了几种技术,特别是原始-对偶方法。具体来说,Devanur等人给出了一个原始-对偶框架,统一了以前的方法,Devanur和Jain提供了另一个在线匹配问题的推广方案。本文提出了不同模型下的在线加权二部匹配的竞争算法,特别是在自由处置模型和随机报酬模型下,得到了最优的$(1-1/e)$竞争比.我们的工作也统一了以前的方法的原始-对偶技术与配置线性规划的手段。
2021-11-02 cs.DS
Online Matching in a Ride-Sharing Platform
我们提出了一个正式的图论模型研究的问题,在乘车共享平台的在线匹配乘坐。与大多数在线匹配的文献,我们的模型,我们称之为{ \em在线窗口非二分匹配}($\mbox{OWNBM}$),涉及在线匹配{ \em非二分}图。我们表明,我们的模型的边加权和顶点加权版本在乘车共享平台中自然出现。我们提供了一个随机$\frac{1}{4}$竞争算法的边缘加权的情况下,使用美丽的结果Lehmann,Lehmann和Nisan(EC 2001)的组合拍卖。我们还提供了一个$\frac{1}{2} (1 - \frac{1}{e})$ -竞争算法的顶点加权的情况下(有一些约束放松)使用的见解,从一个优雅的随机原始对偶分析技术的Devanur,Jain和Kleinberg(SODA 2013)。
2018-06-27 cs.DS
Improved Competitive Ratio for Edge-Weighted Online Stochastic Matching
本文针对边权在线随机匹配问题提出 Evolving Suggested Matching(ESM)算法,将一般到达率情形下的竞争比从 0.645 提升至 0.650。
2023-11-30 cs.DS
Online Vertex-Weighted Bipartite Matching: Beating 1-1/e with Random Arrivals
我们引入了Karp等人(STOC 1990)的排序算法的加权版本,并证明了当在线顶点以随机顺序到达时,顶点加权在线二分匹配问题的竞争比为0.6534。我们的结果表明,即使在顶点加权的情况下,随机到达有助于击败1-1/e障碍。我们建立在Devanur等人(SODA 2013)的随机原始-对偶框架上,设计了一个二维的增益共享函数,该函数不仅依赖于离线顶点的秩,还依赖于在线顶点的到达时间。据我们所知,这是第一个竞争比严格大于1-1/e的在线二分匹配问题下实现的随机原始-对偶框架。我们的算法有一个自然的解释,即随着时间的推移,离线顶点提供更大部分的权重给在线顶点,并且每个在线顶点在其到达时匹配具有最高报价的邻居。
2019-09-11 cs.DS
An Efficient Algorithm for the Partitioning Min-Max Weighted Matching Problem
划分最小-最大加权匹配(Partitioning Min-Max Weighted Matching,PMMWM)问题是一个NP难问题,它将二分图的一组顶点划分为大小有限的不相交子集的问题和经典的最小-最大加权匹配(Min-Max Weighted Matching,MMWM)问题结合在一起。Kress等人在2015年提出了这个问题,他们还提供了几种算法,其中MP $_{\text{LS}}$是最先进的。在这项工作中,我们观察到MP $_{\text{LS}}$的匹配阶段存在时间瓶颈。因此,我们优化了匹配迭代过程中的冗余操作,并提出了一种有效的算法称为MP $_{\text{KM-M}}$,大大加快了MP $_{\text{LS}}$。瓶颈时间复杂度从$O(n^3)$优化为$O(n^2)$。利用原对偶方法证明了MP $_{\text{KM-M}}$的正确性。为了测试不同实例的性能,我们生成了各种类型和大小的基准测试,并进行了广泛的计算研究MP $_{\text{KM-M}}$和MP $_{\text{LS}}$的性能。评估结果表明,我们的MP $_{\text{KM-M}}$大大缩短了运行时间相比,MP $_{\text{LS}}$,同时产生相同的解决方案的质量。
2022-01-25 cs.DS
Understanding Zadimoghaddam's Edge-weighted Online Matching Algorithm: Unweighted Case
本文确定了Zadimoghoughs(2017)的边缘加权在线匹配算法中的一个关键算法成分,并提出了一个简化的算法及其分析,以演示它在未加权情况下的工作原理。
2019-10-07 cs.DS cs.GT
Online Weighted Matching: Breaking the $\frac{1}{2}$ Barrier
在线匹配及其变体是在线算法文献中最基本的问题之一。本文研究了在线加权二部匹配问题。Karp等人(STOC 1990)给出了一个在未加权情况下的优雅算法,该算法实现了$1-1/e$的紧竞争比。然而,在加权的情况下,我们可以很容易地证明,如果没有普遍接受的自由处置假设,就不可能获得竞争比。在这个假设下,不难证明贪心算法是$1/2$竞争性的,并且这对于确定性算法是严格的。我们提出了第一个随机算法,打破了这一长期存在的$1/2$障碍,并实现了至少$0.501$的竞争比。根据Kapralov等人的硬度结果。(SODA 2013)限制击败单调子模块福利最大化问题的$1/2$竞争比,我们的结果可以被视为强有力的证据,证明在在线设置中,解决加权二分匹配问题比子模块福利最大化更容易。我们的方法依赖于对随机性的非常受控的使用,这使得我们的算法能够根据先前的分配安全地做出自适应决策。
2019-11-21 cs.DS
Improved approximation guarantees for weighted matching in the semi-streaming model
我们研究了半流模型中的最大权重匹配问题,并通过设计一种性能保证为4.91+ k的确定性方法来改进Zelke(Proc. of STACS 2008,第669-680页)提出的当前最佳单遍算法。此外,我们研究抢占式在线算法,一个子类的一遍算法,我们只允许在内存中保持一个可行的匹配在任何时间点。所有已知的结果之前,泽尔克的属于这个子类。我们提供了一个下界4.967的竞争比任何这样的确定性算法,因此表明,未来的改进将不得不存储在内存中的一组边缘,这不一定是一个可行的匹配。
2009-07-02 cs.DS
Understanding Zadimoghaddam's Edge-weighted Online Matching Algorithm: Weighted Case
在在线原始对偶框架下,提出了边加权在线二部匹配问题的Zadimoghoughs算法的一个简化。在这样做的过程中,我们得到了一个改进的竞争比的$0.514$。我们首先将在线相关选择(OCS)(Huang和Tao(2019)从Zadimoghouts(2017)中提取的成分)与Devanur等人(2016)对边加权在线二分匹配问题的解释(我们将其称为互补累积分布函数(CCDF)观点)相结合,以推导出一种在线原始对偶算法,该算法具有$0.505$竞争性。然后,我们设计了一个改进的OCS,它给出了$0.514$比。
2019-10-08 cs.DS cs.GT
Greedy algorithm for stochastic matching is a 2-approximation
受在线约会和肾脏交换应用的启发,Chen,Immorlica,Karlin,Mahdian和Rudra(2009)引入了随机匹配问题。他们已经证明了一个简单贪婪策略的4-近似,但强调它实际上是一个2-近似。在本文中,我们证实了这一假设。
2013-11-05 cs.DS
Heuristic to reduce the complexity of complete bipartite graphs to accelerate the search for maximum weighted matchings with small error
利用Edmonds和Karp的算法,在$O(nm + n^2 \log{n})$时间内,利用Fibonacci堆和改进的Dijkstra算法,可以找到二部图$G=(A \cup B,E)$的最大加权匹配,其中n是节点数,m是边数.对于$|A|=|B|$的情况,边的数量是$n^2$,因此复杂度是$O(n^3)$。在本文中,我们要提出一个简单的探试法,以减少与$|A|=|B|$的完全二部图$G=(A \cup B,E)$的边的数量,使$m = n\log{n}$,因此,复杂性的,这样,$m = n\log{n}$,因此,复杂性的$O(n^2 \log{n})$。G中所有边的权必须均匀分布在[0,1]中。
2003-06-23 cs.DS
Pattern Matching and Consensus Problems on Weighted Sequences and Profiles
我们研究了分子生物学中使用的两种主要不确定序列表示的模式匹配问题:加权序列(也称为位置权重矩阵,PWM)和轮廓(即,评分矩阵)。在简单的版本,其中只有模式或只有文本是不确定的,我们获得有效的算法与理论上证明的运行时间使用的变化的前瞻性评分技术。我们还考虑了一个一般的变种的模式匹配问题,其中的模式和文本是不确定的。我们的解决方案的核心是一个特殊的情况下,序列具有相同的长度,称为共识问题。我们提出了算法的共识问题参数化的字符串匹配的序列之一。作为我们的基本方法,一个仔细的适应经典的满足在中间的背包问题的算法。在下界方面,我们证明了我们对参数的依赖是最佳的,以低阶条件的背包问题的原算法的最优性。
2016-07-11 cs.DS
A PTAS for Weighted Triangle-free 2-Matching
IDSIA, USI-SUPSI(IDSIA,USI-SUPSI);RIMS, Kyoto University(京都大学数理解析研究所)
本文提出了一种针对加权无三角2匹配问题的PTAS,提供了一种多项式时间的(1-ε)近似算法,改进了该问题的近似比。
2026-03-10 cs.DS
A Weighted Common Subgraph Matching Algorithm
Institute of Automation, Chinese Academy of Sciences(中国科学院自动化研究所)
提出了一种加权公共子图匹配算法,用于在两个带标号的加权图中寻找最相似的子图。WCS匹配作为等长图匹配或子图匹配的一种自然推广,在计算机视觉和机器学习中有着广泛的应用。首先将WCS匹配问题转化为部分置换矩阵集合上的组合优化问题。然后用最近提出的一种组合优化框架--分级非凹凸法(GNCCP)近似求解。合成图和真实世界的图像上的实验比较验证了它对噪声水平,问题大小,离群点数量和边缘密度的鲁棒性。
2014-11-04 cs.CV cs.DS
Almost Optimal Stochastic Weighted Matching With Few Queries
我们考虑{ \em随机匹配}问题。一个边缘加权将军(即,不一定是二分的)图$G(V, E)$在输入中给出,其中$E$中的每条边以概率$p$独立地{ \em实现};实现最初是未知的,然而,我们能够{ \em查询}边以确定它们是否被实现。目标是仅查询少量边以找到足够接近所有已实现边中的最大匹配的{ \em已实现匹配}。在过去的十年中,由于其在肾脏交换,婚介服务,在线劳动力市场和广告中的众多现实应用,这个问题已经受到了相当大的关注。我们的主要结果是一个{ \em自适应}算法,对于任何任意小的$ε> 0$,发现一个$(1-ε)$ -近似的期望,通过查询每个顶点的$O(1)$边缘。我们进一步表明,我们的方法导致一个$(1/2-ε)$ -近似{ \em非自适应}算法,也查询每个顶点只有$O(1)$边缘。在我们的工作之前,没有非平凡的近似是已知的加权图使用恒定的每顶点预算。最先进的自适应(分别为Maehara和Yamaguchi [SODA 2018]的非自适应)算法实现了$(1-ε)$近似(分别为$(1/2-ε)$ -近似),其中$O(w\log{n})$表示最大整数边权重。我们的结果是一个实质性的改进,这个界限,并有一个吸引人的信息:无论输入图的结构是什么,可以得到任意接近的最优解,通过查询每个顶点只有一个常数数量的边缘。为了获得我们的结果,我们引入新的属性的泛化{ \em增广路径}加权匹配…
2018-05-23 cs.DS
Data Structures for Weighted Matching and Extensions to $b$-matching and $f$-factors
本文证明了一般图上的加权匹配问题可以在时间$O(n(m + n\log n))$内求解,其中$n$和$m$分别是顶点数和边数。这是以前已知的只有二分图。关键是创建花的数据结构。它使用一个动态的最近共同祖先算法来简化开花步骤,所以它们只涉及到后边缘,而不是任意的非树边缘。本文的其余部分提出了直接扩展埃德蒙兹的开花算法加权$b$ -匹配和$f$ -因素。同样,时间界限也是以前已知的二分图的时间界限:对于$b$ -匹配,时间是$O(\min\{b(V),n\log n\}(m + n\log n))$,对于$f$ -因子,时间是$O(\min\{f(V),m\log n\}( m + n\log n) )$,其中$b(V)$和$f(V)$表示所有度约束的总和。给出了$f$ -因子算法的几个直接应用:给出了\cite{GS13}的广义最短路结构,即,保守无向图的最短路径树的模拟,是$f$因子的开花结构的一个版本。该结构在时间$O(|N|(m+n\log n))$中找到,$N$是负边缘集($0<|N|<n$)。最短的$T$连接在时间$O(n(m+n\log n))$中找到,或者当所有成本都为非负时,在$O(|T|(m+n\log n))$中找到.这些界限都是以前已知的轻微改进,并简单地实现了适当的初始化的$f$因子算法。
2016-11-22 cs.DS
Fully Dynamic $(1+ε)$-Approximate Matchings
我们提出了第一个数据结构,保持近最佳的最大基数和最大加权匹配稀疏图在次线性时间每次更新。我们的主要结果是一个数据结构,保持$(1+ε)$近似的最大匹配下的边缘插入/删除在最坏的情况下,每次更新$O(\sqrt{m}ε^{-2})$时间。这改进了[Neiman,Solomon,STOC 2013]中给出的3/2近似,该近似在类似的时间内运行。这个结果基于两个想法。第一种方法是在选定数量的更新后重新运行静态算法,以确保近似保证。第二种是尽可能明智地将图修剪成更小的等价图。我们还研究了我们的方法的加权设置的扩展,并将其与已知的框架,以获得任意的近似比。对于一个常数$ε$和1和N之间的边权重的图,我们设计了一个算法,保持$(1+ε)$ -近似最大加权匹配在$O(\sqrt{m} \log N)$时间每次更新。在动态图上保持加权匹配的唯一先前结果的近似比为4.9108,并在[Anand,Baswana,Gupta,Sen,FSTTCS 2012,arXiv 2012]中显示。
2013-04-10 cs.DS
Weighted Matchings via Unweighted Augmentations
我们设计了一个通用的方法,找到加权匹配的任务,找到短增广路径在未加权图。这种方法使我们能够提供有效的实现近似加权匹配的流模型和大规模并行计算(MPC)模型。在流的背景下,随机边缘到达,我们的技术产生一个$(1/2+c)$近似算法,从而打破了$1/2$的天然屏障。对于多通道流和MPC模型,我们表明,任何算法计算$(1-δ)$ -近似不加权匹配的二分图可以被翻译成一个算法,计算一个$(1-\varepsilon(δ))$ -近似最大加权匹配。此外,这种转换在复杂度中仅引起恒定因子(其取决于$\varepsilon> 0$)开销。使用当前最佳的多通道流和MPC算法对未加权匹配进行实例化,对于最大加权匹配产生以下结果:* 使用$O_\varepsilon(1)$通道和$O_\varepsilon(n\, \text{poly} (\log n))$存储器的$(1-\varepsilon)$ -近似流算法。这是第一个用于加权匹配的$(1-\varepsilon)$近似流算法,它使用恒定的传递次数(仅取决于$\varepsilon$)。* MPC模型中的一种$(1 - \varepsilon)$近似算法,使用$O_\varepsilon(\log \log n)$轮、每轮$O(m/n)$机器和每机器$O_\varepsilon(n\, \text{poly}(\log n))$内存。这改进了以…
2018-11-07 cs.DC cs.DS
Weighted Triangle-free 2-matching Problem with Edge-disjoint Forbidden Triangles
加权无$\mathcal{T}$的$2$ -匹配问题是:给定无向图$G$,其边集上的权函数,以及$G$中的三角形集合$\mathcal{T}$,求出$\mathcal{T}$中不含三角形的最大权$2$ -匹配.当$\mathcal{T}$是$G$中所有三角形的集合时,该问题被称为加权无三角形$2$匹配问题,这是一个长期存在的公开问题。本文的一个主要贡献是在假设$\mathcal{T}$是一组边不相交的三角形的情况下,给出了加权无$\mathcal{T}$的$2$匹配问题的第一个多项式时间算法.在我们的算法中,一个关键的成分是给一个扩展的公式表示的解决方案,即我们引入新的变量和表示的凸包的可行解作为一个投影的另一个多面体在高维空间。虽然我们的扩展配方有指数许多不等式,我们表明,分离问题可以在多项式时间内解决,这导致了加权$\mathcal{T}$ -免费$2$ -匹配问题的多项式时间算法。
2019-11-15 cs.DS math.CO
A 2/3-Approximation Algorithm for Vertex-weighted Matching in Bipartite Graphs
考虑最大顶点加权匹配问题(Maximum Vertex-Weighted Matching Problem,MVM),其中图的顶点被赋予非负的权重,匹配的权重是匹配顶点的权重之和,并且我们需要计算最大权重的匹配。首先给出了一个具有$O(|V|\, |E|)$时间复杂度的MVM精确算法,然后通过限制扩充路径的长度不超过3条,设计了二部图上MVM的$2/3$ -近似算法.后一种算法的时间复杂度为$O(|E| + |V| \log |V|)$。近似算法解决了二分图上的两个MVM问题,每个问题的权重仅在一个顶点部分上,然后使用Mendelsohn-Dulmage定理从这两个匹配中找到匹配。该算法的近似比是通过考虑失效顶点来获得的,即,近似算法无法匹配但精确算法可以匹配的顶点。我们表明,在算法的每一步都有两个不同的重顶点,我们可以收取每个失败的顶点。我们已经实现了MVM的$2/3$ -近似算法,并将其与其他四种算法进行了比较:一个精确的MEM算法,精确的MVM算法,MVM的$1/2$ -近似算法,和一个基于缩放的MEM的$(1-ε)$ -近似算法。我们还表明,MVM问题不应该首先转化为MEM问题,并使用精确算法解决后者,因为这种转换可以将运行时间增加几个数量级。
2018-10-11 cs.DS
Dynamic Weighted Matching with Heterogeneous Arrival and Departure Rates
研究了一个动态非二部匹配问题。有一组固定的代理类型,给定类型的代理根据特定类型的泊松过程到达和离开。代理人的离开不会提前通知。匹配的值由匹配的代理的类型确定。我们提出了一个在线算法,是(1/8)-竞争的最优事后策略的价值,任意加权图。我们的算法对待代理异构,即时和延迟匹配之间的插值,以保证市场,同时仍然匹配有价值的代理机会。
2021-01-10 cs.DS cs.GT
Weighted Matching in the Semi-Streaming Model
我们减少了最好的已知的近似比找到一个加权匹配的图使用一个一遍半流算法从5.828到5.585。半流模型禁止对输入的随机访问,并将内存限制为O(n*polylog(n))位。它是由Muthukrishnan在2003年提出的,适用于处理大规模图。
2007-09-21 cs.DM cs.DS
When LP is the Cure for Your Matching Woes: Improved Bounds for Stochastic Matchings
考虑一个随机图模型,其中每个可能的边$e$以一定概率$p_e$独立存在。给定这些概率,我们希望在随机生成的图中构建一个大/重匹配。然而,我们发现边是否存在的唯一方法是查询它,如果边确实存在于图中,我们被迫将其添加到匹配中。此外,允许查询每个顶点$i$最多$t_i$次。我们应该如何自适应地查询边以最大化匹配的期望权重?我们认为,在这个一般的框架匹配问题(其中一些出现在肾脏交换和网上约会,和其他出现在建模的在线广告),我们给LP舍入为基础的常数因子近似算法这些问题。我们的主要结果如下:我们给出了一般图的加权随机匹配的4近似,和二部图的3近似。这回答了[Chen et al ICALP 09]的一个开放性问题。结合LP舍入算法和自然贪心算法,我们给出了一般图上无权随机匹配的改进的3.46近似。我们介绍了一个泛化的随机在线匹配问题[Feldman等人FOCS 09],也模型的偏好不确定性和超时的买家,并给出了一个常数因子近似算法。
2010-08-31 cs.DS
A Matroid Generalization of Weighted Popular Matching: Characterization and Algorithm
Kobe University(神户大学);Kyoto University(京都大学);The University of Tokyo(东京大学);Hosei University(法政大学)
本文提出加权受欢迎公共独立集问题,同时推广两类受欢迎匹配问题,建立其与解无关的特征刻画并给出首个多项式时间算法,还解决了带拟阵约束的加权受欢迎匹配等未决问题。
2026-10-14 cs.DS cs.GT
From Unweighted to Weighted Dynamic Matching in Non-Bipartite Graphs: A Low-Loss Reduction
针对全动态非二分图的近似最大权重匹配问题,提出首个低损耗归约方法,通过原始-对偶框架将其转化为二分图近似最大基数匹配问题求解,更新时间开销低,并给出相关条件下界。
2025-10-21 cs.DS
Online Vertex-Weighted Bipartite Matching and Single-bid Budgeted Allocations
我们研究了以下顶点加权在线二部匹配问题:$G(U, V, E)$是一个二部图。$U$中的顶点具有权重并且是提前已知的,而$V$中的顶点以任意顺序在线到达并且必须在到达时进行匹配。目标是最大化$U$中匹配顶点的权重之和。当所有的权重都相等时,这简化为经典的\emph{online bipartite matching}问题,Karp,Vazirani和Vazirani在他们的开创性工作~ \cite{KVV90}中给出了一个最优的$\left(1-\frac{1}{e}\right)$ -竞争算法。我们的主要结果是一般顶点权重的最优$\left(1-\frac{1}{e}\right)$ -竞争随机算法。我们使用适当选择的乘法因子的权重的\emph{random perturbations}。我们的解决方案构成了第一个已知的推广算法在~ \cite{KVV90}在这个模型中,并提供了新的见解随机化在线分配问题的作用。它还有效地解决了\emph{online budgeted allocations} \cite{MSVV05}的问题,当代理对任何期望的项目进行相同的出价时,即使出价与他的预算相当-补充了\cite{MSVV05, BJN07}的结果,当出价比预算小得多时,该结果适用。
2010-07-08 cs.DS
Improved Analysis of RANKING for Online Vertex-Weighted Bipartite Matching in the Random Order Model
本文研究了随机到达模型下的在线顶点加权二部匹配问题。我们考虑由Huang,Tang,Wu和Zhang(TALG 2019)引入的针对该问题的RANK算法的推广,他们表明他们的算法具有0.6534的竞争比。我们表明,在他们的分析假设可以被削弱,使我们能够取代他们的一个关键功能$g$上的单位平方与线性规划,计算一个最好的可能的值$g$在这些假设下的离散单位平方的推导。我们表明,离散化不会产生太大的误差,并显示计算,我们可以得到一个竞争比为0.6629。为了计算离散化单位平方上的边界,我们使用并行化,并且仍然需要在64核机器上进行两天的计算。此外,通过稍微修改我们的线性程序,我们可以在计算上显示我们的方法的上限为0.6688;任何超过这个界限的进一步进展将需要进一步削弱$g$的假设或比Huang等人更强的分析。
2022-11-08 cs.DS
On the Perturbation Function of Ranking and Balance for Weighted Online Bipartite Matching
本文研究加权在线二分匹配中扰动函数对 Ranking 和 Balance 算法的影响,证明规范扰动函数在顶点加权情形下唯一最优,并反驳了 Vazirani 关于预算未知 AdWords 的猜想,同时提出预算可加福利最大化问题并给出最优算法。
2023-07-05 cs.DS
An $O^*(1.1939^n)$ time algorithm for minimum weighted dominating induced matching
假设图$G$的一条边支配它自己和与它相邻的所有边,图$G=(V,E)$的一个边支配集是支配$G$的所有边的边的子集$E' \subseteq E$。特别地,如果$G$的每条边恰好被$E'$的一条边支配,则$E'$是支配诱导匹配。已知不是每个图都允许支配诱导匹配,而判定它是否允许支配诱导匹配的问题是NP-完全的。本文研究了带权边图的最小权控制诱导匹配的求法和控制诱导匹配的计数问题。我们描述了一个精确的算法,运行在$O^*(1.1939^n)$时间和多项式(线性)空间的一般图形。这改进了任何现有的精确算法的问题考虑。
2013-03-06 cs.DM cs.DS
Edge-weighted Online Stochastic Matching: Beating $1-\frac1e$
针对边加权在线随机匹配问题,本文基于LP和Suggested Matching算法设计预处理与调整策略,首次打破$1-\ rac1e$竞争比障碍,达到$0.645$的竞争比。
2025-04-07 cs.DS cs.GT
Revisiting the Auction Algorithm for Weighted Bipartite Perfect Matchings
我们研究经典的二分图的加权完美匹配问题,有时也称为分配问题,即,给定具有权重$w : E \rightarrow \mathcal{R}$的加权二分图$G = (U\cup V,E)$,我们感兴趣的是找到具有最小/最大权重的$G$中的最大匹配。在这项工作中,我们提出了一个新的,可以说是更简单的分析最早的技术之一,解决分配问题,即拍卖算法。使用我们的分析技术,我们提出了更严格的和改进的运行时复杂性的界限上找到一个近似的最小重量完美匹配$k$ -左定期稀疏二分图。
2021-01-18 cs.DM cs.DS math.CO
Reducing Maximum Weighted Matching to the Largest Cardinality Matching in CONGEST
本文将最大加权匹配问题归结为{ \bf CONGEST}中的最大基数匹配问题。本文提出了两项技术贡献。第一个是一个简单的$poly(\log n, \frac{1}{\varepsilon}, t, \ln w_t)$轮{ \bf CONGEST}算法,用于减少最大加权匹配问题的最大基数匹配问题。这是在假设所有顶点都知道所有边权重$\{w_1,....,w_t\}$(具体地,它们知道$t$,不同边权重的数量)的情况下实现的,尽管特定顶点可能不知道特定边的权重。我们的第二个成分是一个简单的舍入算法(类似于装箱问题的近似算法),允许减少一般情况下的最大加权匹配问题的第一个成分,其中$t\leq poly'(\log n, \frac{1}{\varepsilon})$的假设满足。最后,我们简要讨论了实现我们的算法在{ \bf CONGEST}的文件。我们的主要结论是,我们只需要常数轮的减少。
2023-01-03 cs.DC cs.DS math.CO
On the Online Weighted Non-Crossing Matching Problem
University of Southern Denmark(南丹麦大学);York University(约克大学);Huawei, Canada(华为加拿大);Shenzhen University of Advanced Technology(深圳先进技术研究院);Concordia University(康考迪亚大学)
本文研究了在线加权非交叉匹配问题,证明了通过随机化可实现常数竞争比率,并改进了最优性的建议复杂度界限。
2026-03-10 cs.DS
Generalized Stochastic Matching
在本文中,我们概括了最近研究的随机匹配问题,更准确地模拟一个重要的医疗过程,肾脏交换,和其他几个应用程序。目前研究的随机匹配问题是:给定一个图G =(V,E),G的每条边以概率p_e相互独立地包含在G的已实现子图中,目标是找到G的度有界子图Q,Q的期望最大匹配近似于已实现子图的期望最大匹配。该模型没有考虑顶点脱落的可能性,这可以在几个应用中找到,例如在肾脏交换中,当捐赠者或患者选择退出交换过程时,以及在在线自由职业者和在线约会中,当发现在线个人资料是伪造的时。因此,我们将研究一个更一般化的随机匹配模型,其中顶点和边都分别以一定的概率p_v,p_e独立实现,这比以前研究的模型更准确地适合重要的应用。我们将讨论第一个算法和分析,这种推广的随机匹配模型,并证明他们实现良好的近似比。特别是,我们证明了这个问题的自然算法的近似因子至少是$0.6568$在未加权图,和$1/2 + ε$在加权图的一些常数$ε> 0$。利用边度约束子图(EDCS),我们进一步改进了无权图的结果为$2/3$。
2022-05-29 cs.DS
A 2/3-Approximation Algorithm for Vertex-weighted Matching
本文研究了非二部图的最大点权匹配问题。在早期的工作中,我们描述了二分图上MVM的2/3-近似算法(Dobrian,Halappanavar,Poten和Al-Herz,SIAM J.科学计算,2019)。在这里,我们证明了一个2/3-近似算法的MVM在非二部图可以得到限制的长度最多为3的增广路径。该算法的时间复杂度为$O(m \log Δ+ n \log n)$,其中$n$为顶点数,$m$为边数,$Δ$为顶点的最大度.该算法的近似比是通过考虑失效顶点来获得的,即,近似算法无法匹配但精确算法可以匹配的顶点。我们发现,有两个不同的重匹配的顶点,我们可以收取每个失败的顶点。我们的证明技术特征的结构,增广路径以一种新的方式。我们已经实现了2/3-近似算法,并表明,它运行在一分钟内的图上有数千万个顶点和数亿条边。我们比较其性能与其他五种算法:MVM的精确算法,最大边缘加权匹配(MEM)问题的精确算法,以及三个近似算法。在我们的19个问题的测试集中,有一些图上的精确算法在100小时内无法终止。新的2/3近似算法MVM优于其他近似算法,无论是更快(通常由数量级)或获得更好的权重。
2019-02-15 cs.DS
Edge-weighted Matching in the Dark
本文提出无分布的 Quadratic Ranking 算法,将无知双边匹配的竞争比提升至 0.659,突破 1−1/e 障碍并超越此前依赖分布的 0.641 结果。
2025-07-25 cs.DS
Weighted Matching in the Random-Order Streaming and Robust Communication Models
本文研究随机序半流式与鲁棒通信模型中的最大权匹配问题,提出了近似比分别为 $(2/3-ε)$ 和 $(5/6-ε)$ 的算法,显著缩小了与无权版本已知最佳算法之间的性能差距。
2024-08-27 cs.DS
Distributed Weighted Matching via Randomized Composable Coresets
最大权匹配问题是组合优化中最基本的问题之一,在数据采掘和生物信息学中有着广泛的应用。开发分布式加权匹配算法是具有挑战性的,因为这个问题的有效算法的顺序性。在本文中,我们开发了一个简单的分布式算法的问题,一般图的近似保证$2+\varepsilon$,(几乎)匹配的顺序贪心算法。该算法的一个关键优点是,它可以很容易地实现在现代并行计算框架,如MapReduce的只有两轮计算。我们还证明了我们的算法在实践中的效率在各种图形(一些有半万亿边)实现的目标值总是接近什么是可实现的集中设置。
2019-06-05 cs.DC cs.DS
Online Primal Dual Meets Online Matching with Stochastic Rewards: Configuration LP to the Rescue
Mehta和Panigrahi(FOCS 2012)引入了随机奖励的在线匹配问题,其中边缘与成功概率相关联,匹配成功与相应边缘的概率相关联。这是迄今为止为数不多的挑战Devanur,Jain和Kleinberg(SODA 2013)的随机在线原始对偶框架的在线匹配问题之一。本文通过采用配置线性规划而不是以往工作中使用的标准匹配线性规划,揭示了随机在线原始对偶在具有随机奖励的在线匹配中的能力。我们的主要结果是针对消失和不等概率的情况的0.572竞争算法,改进了Mehta,Waggoner和Zadimoghousehold(SODA 2015)的最佳前界0.534,事实上,甚至优于Mehta和Panigrahi(FOCS 2012)的最佳前界0.567。对于消失和等概率,我们得到更好的竞争比0.576。我们的结果进一步推广到顶点加权的情况下,由于内在的鲁棒性的随机在线原始对偶分析。
2020-02-05 cs.DS
Distributed algorithms for covering, packing and maximum weighted matching
本文给出了具有次模代价和单调覆盖约束的复盖问题的多对数轮分布D-近似算法。近似比D是任何约束中的最大变量数。特殊情况包括覆盖混合线性规划(CMIP)和加权顶点覆盖(D=2)。通过对偶性,本文还给出了分数包装线性规划(其中D是变量出现的最大约束数)和超图中的最大加权c-匹配(其中D是任意超边的最大尺寸,对于图D=2)的多对数轮分布D-近似算法。本文还给出了每个约束两个变量和加权顶点覆盖的CMIP的并行(RNC)2-近似算法。算法是随机的。所有的近似比完全匹配可比的集中式算法。
2020-05-27 cs.DC cs.DS
Online Bipartite Matching with Decomposable Weights
本文研究了一个带权的在线二部匹配问题:$G(V_1, V_2, E)$是一个带权的二部图,其中$V_1$是已知的,并且$V_2$的顶点在线到达.目标是在$V_2$的顶点到达$V_1$的顶点时进行匹配,以最大化匹配中边的权重和。如果不能改变对$V_1$的分配,则不能实现有界竞争比。我们研究了加权的在线匹配问题与{ \em自由处置},在$V_1$中的顶点可以被分配多次,但只得到信贷的过程中分配给他们的最大重量边缘的算法。对于这个问题,贪心算法是$0.5$竞争和确定是否有更好的竞争比是一个众所周知的开放问题。我们确定了一个有趣的特殊情况下,边缘的权重是可分解的产品的两个因素,一个对应于每个端点的边缘。这类似于调度文献中研究得很好的相关机器模型,尽管目标函数不同。对于这种情况下,可分解的边权重,我们设计了一个0.5664的竞争随机算法在完全二部图。我们发现,这种情况下,可分解的权重是不平凡的,建立上限为0.618确定性和$0.8$的随机算法。对于0-1情况以及边权重仅取决于离线顶点的情况,$1-1/e \approx 0.632$的紧密竞争比先前是已知的,但是对于这些情况,重新排序不能改变解的质量。在需要重新排序的情况下,为加权匹配击败0.5一直是一个重大挑战。因此,我们给出了第一个在线算法的竞争比严格优于0.5的非平凡的情况下,加权匹配与自由处置。
2014-09-07 cs.DS
Polyhedral approach to weighted connected matchings in general graphs
本文针对一般图中加权连通匹配的NP困难问题,提出两种混合整数规划公式和分支切割方案,利用匹配多面体与连通子图多面体的强有效不等式逼近凸包,并在DIMACS基准实例上取得良好计算效果。
2023-10-09 cs.DM cs.DS math.CO
A randomized algorithm for the on-line weighted bipartite matching problem
研究任意度量空间中的在线最小加权二部匹配问题。这里,给出了度量空间$M$的不必要不相交点的$n$,并将其与逐个显示的$M$的$n$点在线匹配。匹配的代价是匹配点的距离之和,目标是找到或近似其最小值。已知确定性问题的竞争比为$Θ(n)$。证明了随机算法可以更好地对抗不经意的对手,即具有预期的竞争比$Θ(\log n)$。我们通过显示预期竞争比的$o(\log^3 n)$上限来证明一个稍弱的结果。作为一个应用程序,同样的上限适用于臭名昭著的消防站问题,其中$M$是真实的线。
2007-06-06 cs.DM cs.DS
When LP is the Cure for Your Matching Woes: Approximating Stochastic Matchings
本文中的结果已与arXiv:1002.3763v1中的结果合并,作者希望撤回此版本。请参阅arXiv:1008.5356v1以获取合并版本。
2010-09-03 cs.DM cs.DS
The weighted stable matching problem
研究了非二部图中具有不完全但严格偏好列表的稳定匹配问题,其中边具有权值,目标是计算最小或最大权值的稳定匹配.这个问题一般来说是NP难的。我们的贡献是两方面的:一个多面体的特点和近似算法。以前Chen等人已经证明了稳定匹配多面体是整数当且仅当运行Irving算法的第一阶段后得到的子图是二分的。我们改进了这一结果表明,有这样的情况下,这个子图可能不是二部的,但可以进一步消除一些边缘,并达到一个二部子图。我们的消除过程确保了稳定匹配的集合保持不变,因此最终子图的稳定匹配多面体包含了原始图的所有稳定匹配的关联向量。这使我们能够描述更大的一类加权稳定匹配问题是多项式时间可解的实例。我们还表明,我们的边缘消除过程是最好的,这意味着,如果我们到达的子图不是二部的,那么没有二部子图,具有相同的一组稳定匹配的原始图。我们补充这些结果与$2$ -近似算法的最小权重稳定匹配问题的实例中,每个代理最多有两个可能的合作伙伴在任何稳定的匹配。这是具有一般权重的任何类别的实例的第一个近似结果。
2017-03-27 cs.DS cs.GT
A Simple $(1-ε)$-Approximation Semi-Streaming Algorithm for Maximum (Weighted) Matching
提出一种简单的半流算法,通过乘法权重更新和原始-对偶分析,在 $O(\log(n)/ε)$ 轮内实现二分及一般图加权匹配的 $(1-ε)$ 近似。
2025-07-31 cs.DC cs.DS
Random Proposals: A Softmax-Based Local-Improvement Framework for Maximum Weighted Matching
King Fahd University of Petroleum and Minerals (KFUPM)(国王法赫德国王石油矿物大学)
提出一种基于softmax偏置采样的随机局部改进算法,实现局部ε-优势,达到期望1/2-ε近似比,时间复杂度为O(m log(1/ε)/p_min),在温和条件下简化为O(m log(1/ε))。
2026-06-12 cs.DM cs.DS
Optimum matchings in weighted bipartite graphs
给定一个整数加权二部图$\{G=(U\sqcup V, E), w:E\rightarrow \mathbb{Z}\}$,我们考虑求最大基数的最小权匹配中出现的所有边和枚举所有最小权完美匹配的问题.此外,我们构建了一个子图$G_{cs}$的$G$依赖于一个$ε$ -最优解的对偶线性规划相关的分配问题$\{G,w\}$,使我们能够减少这个问题的未加权的变种$G_{cs}$。例如,当$G$有一个完美匹配,我们有一个$ε$ -最优解的对偶线性规划相关的分配问题$\{G,w\}$,我们解决的问题,找到所有的边缘,出现在一些最小的重量完美匹配在线性时间的边缘数。因此,从头开始,我们得到一个算法,解决这个问题的时间$O(\sqrt{n}m\log(nW))$,其中$n=|U|\geq |V|$,$m=|E|$,和$W={\rm max}\{|w(e)|\, :\, e\in E\}$。
2014-03-22 cs.DM cs.DS math.CO