On Pairwise Spanners
给定一个无向$n$ -节点无权图$G = (V, E)$,一个具有拉伸函数$f(\cdot)$的图是一个子图$H\subseteq G$,使得如果两个节点在$G$中的距离为$d$,那么它们在$H$中的距离至多为$f(d)$。扳手在文献中有很好的研究。典型的目标是为给定的拉伸函数构造稀疏的可能性。在本文中,我们研究两两的空间,我们需要近似的$u$-$v$距离只有对$(u,v)$在一个给定的集合$\cP \subseteq V\times V$。在[Coppermith,Elkin'05]之前,仅在$f(\cdot)$是恒等函数的特殊情况下研究了这种$\cP$ -spectrometry,即相关对之间的距离必须精确保留(a.k.a.两两交叉)。在这里,我们提出了成对的spectrum,这是在同一时间稀疏比最知名的spectrum(在同一$\cP$)和最知名的spectrum(具有相同的$f(\cdot)$)。更详细地说,对于任意的$\cP$,我们证明了存在一个$\mathcal{P}$ -矩阵,其大小为$O(n(|\cP|\log n)^{1/4})$,且具有$f(d)=d+4\log n$。或者,对于任何$\eps>0$,存在大小为$O(n|\cP|^{1/4}\sqrt{\frac{\log n}{\eps}})$且具有$f(d)=(1+\eps)d+4$的$\cP$ -簇。我们还…
2013-01-09 cs.DS
Approximating Spanners and Directed Steiner Forest: Upper and Lower Bounds
最近发现,加性空间的存在与(子图,其中所有距离都保持到加法拉伸),(其中需求对的距离精确保持的子图),以及成对的空间(其中需求对的距离保持到乘法或加法延伸的子图)[Abboud-Godwin SODA '16,Godwin-Williams SODA '16]。我们研究这些问题从优化的角度来看,而不是研究极值的存在情况下,我们给出了一个实例,并要求找到sparsify可能的bandwidth/bandwidth。我们给出了一个$O(n^{3/5 + ε})$ -近似的距离和两两的空间(对于任意常数$ε> 0$)。这是两个问题的第一个非平凡上限,这两个问题都像标签覆盖一样难以近似。我们还证明了标签覆盖硬度近似添加剂spiritual,即使是添加剂1拉伸(其中人们可能会期望一个多对数近似,因为相关的乘法2-$O(\log n)$问题承认一个$O(\log n)$ -近似)和添加剂多对数拉伸(其中相关的乘法$O(1)$问题有一个$O(1)$ -近似)的情况下。有趣的是,我们在近似算法中使用的技术超出了基于距离的问题,纯连接网络设计问题。特别是,我们的技术使我们能够给出一个$O(n^{3/5 + ε})$ -近似的有向斯坦纳森林问题(对于任意常数$ε> 0$)时,所有的边缘都有统一的成本,提高了以前的最佳$O(n^{2/3 + ε})$ -近似由于伯曼等人。[ICALP '11](适用于一…
2016-07-20 cs.DS
A Note on Distance-Preserving Graph Sparsification
我们考虑以下类型的问题:给定一个图$G$,在最坏的情况下,需要多少条边的稀疏子图$H$,大约保持一组给定的节点对$P$之间的距离?例子包括成对spectors,距离转换器,可达性转换器,等等。有一种趋势,在该地区的简单结构的基础上的命中集技术,其次是稍微更复杂的结构,提高了从命中集的界限,大约一个$\log$的因素。在本文中,我们指出基于碰集的简单构造实际上并不需要额外的$\log$因子。这简化和统一了该领域的一些证明,并改进了来自$+4$ [Kavitha Th.补偿系统'17]到$O(np^{2/7})$。
2021-05-07 cs.DS math.CO
Light Edge Fault Tolerant Graph Spanners
研究轻量边容错图稀疏子图,提出以容错连通保持子图归一化轻量性,证明最小可容忍故障数为2f时轻量性有界,为O(f^{1/2})倍非容错轻量性。
2025-04-25 cs.DM cs.DS math.CO
Finding Diverse Minimum s-t Cuts
本研究首次开展k-多样化最小s-t割的算法研究,针对三种多样性度量分析问题复杂度,证明前两种度量下可通过子模函数最小化在强多项式时间求解,第三种在k=3时即为NP难,部分解答了长期开放问题。
2024-09-18 cs.DS
Minimum Weighted Feedback Arc Sets for Ranking from Pairwise Comparisons
New Jersey Institute of Technology(新泽西理工学院)
本文提出基于组合算法的MWFAS方法,用于改进大规模排名任务,证明其在效率和准确性上的优势。
2025-12-04 cs.AI cs.DS cs.IR
Fitting Tree Metrics with Minimum Disagreements
本文针对 $L_0$ Fitting Tree Metrics 问题提出了 $O(1)$ 近似算法,通过黑盒方式将 $L_0$ Fitting Ultrametrics 的 $ρ$ 近似扩展为树度量的 $6ρ$ 近似,渐近最优。
2023-07-29 cs.DS
The Structure of Minimum Vertex Cuts
在本文中,我们将继续一长串的工作,表示图的切割结构。对最小割的类型进行了分类,并讨论了多个最小割之间可能存在的关系.作为这些调查的结果,我们表现出一个简单的$O(κn)$空间的数据结构,可以快速回答成对的$(κ+1)$连接查询的$κ$连接图。我们还展示了如何计算“最近的”$κ$ -切到每个顶点在近线性$\tilde{O}(m+poly(κ)n)$时间。
2021-02-12 cs.DS math.CO
Finding Most Shattering Minimum Vertex Cuts of Polylogarithmic Size in Near-Linear Time
本研究提出首个近线性时间随机算法,用于列出多对数规模的碎纸机割集并找到最具破碎性的最小顶点割集,打破了保持二十余年的二次时间界,消除了顶点连通性增强问题的算法瓶颈。
2024-07-11 cs.DS
Approximating {0,1,2}-Survivable Networks with Minimum Number of Steiner Points
我们考虑具有最小Steiner点数的可生存网络(SN-MSP)问题的低连接性变体:给定度量空间(M,d)中终端的有限集合$R$、“不稳定”终端的子集$B \subseteq R$以及连接性要求{ r_{uv}:u,v \in R},找到附加点的最小大小集合$S \subseteq M$,使得$R \cup S$的单位圆盘图包含成对内部边不相交的$r_{uv}$和$(B \cup S)$,disjoint PDMATHBMU-所有PDMATHBMV的路径。当针对所有$u,v \in R$的$r_{uv}=1$是{具有最小数目的斯坦纳点的\sf斯坦纳树}(ST-MSP)问题时的情况,并且$r_{uv} \in \{0,1\}$是{具有最小数目的斯坦纳点的\sf斯坦纳森林}(SF-MSP)问题。令$Δ$为单位球中任意两个点之间的距离大于1的最大点数。已知$\mathbb{R}^2$中的$Δ=5$。先前已知的{ \sf ST-MSP}的近似比在任意赋范空间\cite{NY}中是$\lfloor (Δ+1)/2 \rfloor+1+ε$,在欧几里得空间$\mathbb{R}^2$中是$2.5+ε$ \cite{cheng2008relay}。我们的近似比ST-MSP是$1+\ln(Δ-1)+ε$在任意赋范空间,在$\mathbb{R}^2$减少到$1+\ln 4+ε< 2.3863 +ε$。…
2013-04-29 cs.DS
Approximate Minimum Selection with Unreliable Comparisons in Optimal Expected Time
我们考虑存在\emph{independent random comparison faults}的\emph{approximate minimum selection}问题。这个问题要求通过只执行\emph{unreliable}成对比较来选择$n$元素的线性排序集合中的最小$k$元素之一:每当比较两个元素时,返回错误答案的概率是恒定的。我们设计了一个随机算法,解决了这个问题的概率$1-q \in [ \frac{1}{2}, 1)$和$k$使用$O( \frac{n}{k} \log \frac{1}{q} )$预期时间的值的整个范围。然后,我们证明了任何成功的算法的预期运行时间w.h.p.必须是$Ω(\frac{n}{k}\log \frac{1}{q})$,从而意味着我们的算法是渐近最优的,在预期。这些结果是非常令人惊讶的,因为对于$Ω(\log \frac{1}{q})$和$c \cdot n$之间的$k$,对于任何恒定的$c<1$,即使在没有比较故障的情况下,预期的运行时间也必须仍然是$Ω(\frac{n}{k}\log \frac{1}{q})$。非正式地说,我们展示了如何处理比较错误,而没有任何实质性的复杂性损失。完美无瑕的案子此外,我们证明,只要$k = O( \frac{n}{\log\log \frac{1}{q}})$,有可能达到最佳的\emph{wors…
2020-07-07 cs.DS
Computing largest minimum color-spanning intervals of imprecise points
研究了一类不精确条件下的几何设施选址问题。给定实线中的$n$单位间隔,每个间隔具有一种$k$颜色,目标是在每个间隔中放置一个点,以使生成的\emph{minimum color-spanning interval}尽可能大。最小颜色跨度区间是包含来自每种颜色的给定区间的至少一个点的最小大小的区间。我们证明了,如果输入区间是两两不相交的,问题可以解决在$O(n)$时间,即使是任意长度的间隔。对于重叠的间隔,问题变得更加困难。尽管如此,我们表明,它可以解决在$O(n \log^2 n)$的时间时,$k=2$,利用几个结构特性的候选解决方案,结合一些先进的算法技术。有趣的是,这与最近被证明是NP困难的问题的二维版本形成了鲜明的对比。
2024-10-04 cs.CG cs.DS
Finding Diverse Solutions in Combinatorial Problems with a Distributive Lattice Structure
本文将寻找多样化解的多项式时间可解性推广至具有分配格结构的组合问题,提出三个结构条件确保多项式时间内找到最大化成对 Hamming 距离的解集,并应用于多样化最小割和稳定匹配等问题。
2025-04-03 cs.CC cs.DS
The Minimum Wiener Connector
图的Wiener指数是其顶点之间所有成对最短路距离的和。本文研究了寻找最小Wiener连通子的新问题:给定一个连通图$G=(V,E)$和一个查询顶点集$Q\subseteq V$,寻找一个连通所有查询顶点且具有最小Wiener指数的子图$G$.我们表明,最小维纳连接器承认一个多项式时间(虽然不切实际)的特殊情况下,查询顶点的数量是有界的精确算法。我们表明,在一般情况下,该问题是NP-难的,并没有PTAS,除非$\mathbf{P} = \mathbf{NP}$。我们的主要贡献是一个常数因子近似算法运行在时间$\widetilde{O}(|Q||E|)$。对大量真实世界图的彻底实验证实,我们的方法比其他方法返回更小和更密集的解决方案,并且通过向查询集$Q$添加少量重要顶点(即,具有高中心性的顶点)。
2016-10-16 cs.DS cs.SI
Approximability of Capacitated Network Design
在{ \em capacitated}抗毁网络设计问题(Cap-SNDP)中,我们给出了一个无向多重图,其中每条边都有一个容量和一个代价.我们的目标是找到一个最小的成本子集的边缘,满足一组给定的成对最小切割的要求。不像它的经典特殊情况SNDP时,所有的能力是单位,Cap-SNDP的可近似性还没有得到很好的理解,即使在非常有限的设置没有已知的算法实现了$o(m)$近似,其中$m$是在图中的边缘的数量。在本文中,我们得到了几个新的结果和见解Cap-SNDP的逼近。
2010-09-29 cs.DM cs.DS
Efficient Heuristics and Exact Methods for Pairwise Interaction Sampling
针对成对交互采样问题,本文提出高效启发式与精确方法,证明BH-困难性,并首次可证明最优地解决含约5亿可行交互的最大基准实例。
2025-10-07 cs.CC cs.DS cs.SE
Work-efficient Batch-incremental Minimum Spanning Trees with Applications to the Sliding Window Model
动态维护最小生成树(MST)的算法在并行和串行环境中都受到了广泛的关注。虽然以前的工作已经给出了密集图的最佳算法,所有现有的并行批动态算法执行多项式的工作,每次更新在最坏的情况下,稀疏图。在本文中,我们提出了第一个工作效率的并行批量动态算法的增量MST,它可以插入$\ell$边在$O(\ell \log(1+n/\ell))$工作的期望和$O(\text{polylog}(n))$跨度w.h. p。我们的算法的关键成分是一个算法,用于构建一个压缩路径树的边加权树,这是一个较小的树,包含所有成对最重的边之间的一组给定的标记顶点。使用我们的批量增量MST算法,我们证明了一系列的应用程序,成为有效地解决并行的滑动窗口模型,如图连接,近似MST,测试二分性,$k$ -证书,周期自由,并保持稀疏。
2020-02-13 cs.DC cs.DS
Pairwise Rearrangement is Fixed-Parameter Tractable in the Single Cut-and-Join Model
针对 Single Cut-and-Join 模型中 Pairwise Rearrangement 问题的难解性,本文提出一种基于 adjacency graph 中非平凡组件数量的固定参数可解算法,证明该问题按距离是固定参数可解的,并揭示了非平凡组件数量是高效采样的主要障碍。
2025-05-28 cs.DS math.CO q-bio.GN
Finding k-Dissimilar Paths with Minimum Collective Length
最短路径计算是道路网络中的一个基本问题。然而,在许多现实世界的场景中,仅仅确定最短路径是不够的。本文研究了寻找具有最小集合长度的k-不相似路径(kDPwML)问题,其目的是计算从源s到目标t的一组路径,使得所有路径两两至少相差θ,且路径长度之和最小.我们引入了一个精确的算法kDPwML问题,迭代所有可能的S-T路径,同时采用两种修剪技术,以减少昂贵的计算成本。为了实现可扩展性,我们还定义了一个更小的简单的单通路径集,我们适应kDPwML查询的两个算法来覆盖这个集合。我们对真实道路网络的实验分析表明,在所有路径上迭代是不切实际的,而在一组简单的单通路路径上迭代可以导致可扩展的解决方案,只有一个小的权衡结果的质量。
2018-10-24 cs.DB cs.DS
On Stable Cutsets in General and Minimum Degree Constrained Graphs
本文提出稳定割集问题的新精确算法,改进运行时间至$O^*(1.2972^n)$,并研究最小度约束下的复杂度,给出多项式算法、核化算法及NP完全性证明,同时改进3-着色算法。
2025-10-10 cs.CC cs.DM cs.DS