A Quadtree, a Steiner Spanner, and Approximate Nearest Neighbours in Hyperbolic Space
本文提出双曲空间四叉树及 L-order,并据此构造近线性规模、可动态维护的 (1+ε) Steiner 伸展器,同时支持对数时间的动态近似最近邻查询。
2023-10-16 cs.CG
Euclidean Steiner Spanners: Light and Sparse
亮度和稀疏性是欧几里得$(1+\varepsilon)$ -空间的两个自然参数。经典的结果表明,当维数$d\in \mathbb{N}$和$\varepsilon>0$为常数时,$d$ -空间中$n$点的每一个集合$S$都存在一个$(1+\varepsilon)$-空间,该空间具有$O(n)$边,其权与$S$的欧氏MST的权成正比.在最近的一项突破中,Le和Solomon(2019)建立了对$\varepsilon>0$的精确依赖性,对于恒定的$d\in \mathbb{N}$,$(1+\varepsilon)$ -spectrum的最小亮度和稀疏性,并观察到Steiner点可以大大提高$(1+\varepsilon)$ -spectrum的亮度和稀疏性。他们给出了$\tilde{O}(\varepsilon^{-(d+1)/2})$的上界为最小亮度的尺寸$d\geq 3$,和$\tilde{O}(\varepsilon^{-(d-1)/2})$的最小稀疏度的$d$ -空间的所有$d\geq 1$。在这项工作中,我们改进了几个界限的亮度和稀疏的欧几里德斯坦纳$(1+\varepsilon)$ -spectrum。对于所有常数$d\geq 2$,我们在欧氏$d$ -空间中建立了这种空间的亮度的$Ω(\varepsilon^{-d/2})$和稀疏度的$Ω(\varepsilon^{-(…
2022-06-20 cs.CG cs.DM
Spanners in Planar Domains via Steiner Spanners and non-Steiner Tree Covers
本文研究平面域生成树的边数与伸缩率难题,通过引入 non-Steiner 树覆盖揭示伸缩率 2 附近的阈值现象,证明 stretch 2 需 $Ω(n\log n)$ 边而 $2+ε$ 仅需 $O(n)$ 边。
2024-04-07 cs.CG cs.DS
The Complexity of Geodesic Spanners using Steiner Points
本文研究在简单多边形、多边形域和树中引入 Steiner 点以降低几何 spanner 复杂度的问题,证明其效用有限,给出下界和 NP-hard 结果,并提出了正面的构建算法。
2024-09-19 cs.CG cs.DS
Minimum Weight Euclidean t-spanner is NP-Hard
给定平面上的一个点集P,P的欧几里得t-图是一个几何图,它保持P中每对点之间的欧几里得距离直到一个常数因子t。一个几何图的权是指它的边的总长度。在本文中,我们证明了,对于每个实常数t > 1,决定是否存在一个欧氏t-流形的问题,对于平面上的一组给定的点,权重至多为w,是NP-难的,无论是否要求t-流形的平面性。
2012-09-04 cs.CG
Towards Plane Spanners of Degree 3
设$S$是平面上凸位置的有限点集。我们提出了一个算法,构造一个平面$\frac{3+4π}{3}$的$S$,其顶点度是最多3。设$Λ$是平面上有限个非均匀矩形格的顶点集。我们提出了一个算法,构造一个平面$3\sqrt{2}$ -顶点度最多为3的$Λ$。对于在平面上和一般位置的点,我们展示了如何用线性数量的Steiner点计算平面度-3空间。
2017-02-20 cs.CG
Sub-quadratic (1+\eps)-approximate Euclidean Spanners, with Applications
该研究针对高维欧几里得空间点集生成图问题,证明低拉伸率次二次生成图不可行,同时通过添加非度量Steiner点构造出次二次规模的(1+ε)-近似生成图,并将有向版本用于加速推土机距离的近似计算。
2023-10-09 cs.CG cs.DS
Minimum Weight Euclidean $(1+\varepsilon)$-Spanners
本文证明了平面及高维空间中欧几里得(1+ε)-生成子图的最小权重紧界,提出新算法改进上界,并揭示整数网格非极值配置。
2023-12-26 cs.CG
Greedy spanners are optimal in doubling metrics
我们表明,贪婪算法构造一个$(1+ε)$ -矩阵的重量$ε^{-O(d)}w(\mathrm{MST})$的一个点集的度量加倍维$d$,解决了一个公开的问题Gottlieb。我们的结果推广了Narasimhan和Smid关于$d$维欧氏空间中的点集的$(1+ε)$ -权最多为$ε^{-O(d)}w(\mathrm{MST})$的结果.我们的证明只使用了双重度量的包装性质,从而意味着在欧几里得空间中对相同结果的证明要简单得多。
2017-12-13 cs.CG
$\mathcal{O}(k)$-robust spanners in one dimension
欧氏空间中一组点上的几何$t$ -图是一个图,其中每对点都有一条长度至多为点间欧氏距离$t$倍的路径。非正式地说,如果删除$k$顶点只会损害$\mathcal{O}(k)$其他顶点,则删除是$\mathcal{O}(k)$健壮的。我们证明了在任何一维$n$点集上,对于任何$\varepsilon>0$,存在一个$\mathcal{O}(k)$ -鲁棒的$1$ -带$\mathcal{O}(n^{1+\varepsilon})$边的图。以前只知道存在具有$\mathcal{O}(n^2)$边的$\mathcal{O}(k)$ -鲁棒空间,并且存在点集,在该点集上任何$\mathcal{O}(k)$ -鲁棒空间具有$Ω(n\log{n})$边。
2018-03-23 cs.CG
Truly Optimal Euclidean Spanners
欧几里德空间是重要的几何结构,多年来已经发现了许多应用。80年代末和90年代初在这一领域的基石结果表明,对于任何$d$维$n$点欧氏空间,都存在一个具有$nO(ε^{-d+1})$边和亮度$O(ε^{-2d})$的$(1+ε)$点.令人惊讶的是,对于小$d$,这些对$ε$和$d$的依赖性是否可以改进的基本问题仍然是难以捉摸的,即使对于$d = 2$也是如此。这个问题自然出现在任何应用欧几里德空间的精度是必要的。利用{ \em greedy}算法实现了空间物体大小和亮度的最新界$nO(ε^{-d+1})$和$O(ε^{-2d})$。在2016年,Filtser和Solomon证明了在低维空间中,贪婪算法是接近最优的。到目前为止,关于贪婪策略是否真的是最优策略的问题仍然没有定论。本文的贡献是双重的。我们通过确定对$ε$和$d$的确切依赖关系并证明贪婪扳手确实是最佳的,解决了这些长期存在的问题。具体来说,对于任何$d= O(1), ε= Ω({n}^{-\frac{1}{d-1}})$:-我们表明,任何$(1+ε)$ -的,必须有$n Ω(ε^{-d+1})$边缘,这意味着贪婪(和其他)的spectum实现最佳的大小。- 我们证明了任何$(1+ε)$ -图必须具有亮度$Ω(ε^{-d})$,然后将贪婪图的亮度上界从$O(ε^{-2d})$提高到$O(ε^{-d})$。然后,我们用一个相当…
2021-04-05 cs.CG cs.DS
An Approximation Algorithm for the Euclidean Bottleneck Steiner Tree Problem
给定平面中的两组点,$n$终端的$P$和$m$ Steiner点的$S$,$P$的Steiner树是跨越$P$的所有点和$S$的一些(或没有或全部)点的树。最长边的长度最小化的Steiner树称为瓶颈Steiner树。本文研究了欧氏瓶颈Steiner树问题:给定两个集合$P$和$S$,以及一个正整数$k \le m$,求出$P$的瓶颈Steiner树,其中最多有$k$ Steiner点.该问题在无线通信网络的设计中有应用。我们首先表明,该问题是NP难的,不能近似的因素$\sqrt{2}$,除非$P=NP$。然后,我们提出了一个性能比为2的多项式时间近似算法。
2010-12-07 cs.CG
There are Plane Spanners of Maximum Degree 4
设E是平面上一组点上的完全欧几里德图。给定一个常数t >= 1,称E的一个生成子图G是一个t-图,或简称为一个t-图,如果对于E中的任意一对顶点u,v,u和v在G中的距离至多是它们在E中的距离的t倍。如果一个平面的两条边不相交,那么它就是平面。本文考虑的问题是:“什么是最小的最大程度,总是可以达到一个平面图E?如果没有平面性约束,已知答案是3,因此这是任何平面度的最佳已知下限。在平面性要求下,最大度上的最佳已知上限是6,这是一系列改进上限的结果中的最后一个。本文证明了完全欧几里德图总是包含一个最大度至多为4的平面图,从而向封闭这个问题迈出了一大步。我们的建设导致一个有效的算法,从Chew的L1-德洛内三角剖分获得的三角形。
2014-03-21 cs.CG
An Optimal Algorithm for the Euclidean Bottleneck Full Steiner Tree Problem
设$P$和$S$分别是平面中$n$和$m$点的两个不相交的集合。考虑了Steiner树的计算问题,Steiner树的Steiner顶点属于$S$,其中$P$的每一点都是叶子,且最长边长最小.我们提出了一种算法,计算这样的树在$O((n+m)\log m)$时间,提高了以前的最佳结果的对数因子。我们还证明了代数计算树模型的匹配下界。
2013-05-01 cs.CG
Near-Optimal $O(k)$-Robust Geometric Spanners
对于任意常数$d\ge 1$,$ε>0$,$t>1$和任意$n$ -点集$P\subset\mathbb{R}^d$,我们证明了存在一个几何图$G=(P,E)$,它的$O(n\log^2 n\log\log n)$边具有以下性质:对于任何$F\subseteq P$,都存在$F^+\supseteq F$、$|F^+| \le (1+ε)|F|$,使得对于任何对$p,q\in P\setminus F^+$,图$G-F$包含从$p$到$q$的路径,其(欧几里德)长度至多是$t$乘以$p$和$q$之间的欧几里德距离。在鲁棒分布的术语中(Bose \et等人,SICOMP,42(4):1720- 1736,2013),图$G$是$P$的$(1+ε)k$ -鲁棒$t$ -分布。这个构造比Buchin、Olàh和Har-Peled(arXiv:1811.06898)最近的构造更稀疏,他们证明了具有$n\log^{O(d)} n$边的$(1+ε)k$ -鲁棒$t$ -空间的存在性。
2019-01-06 cs.CG
Colored Non-Crossing Euclidean Steiner Forest
给定平面上的一组$k$ -着色点,我们考虑寻找$k$树的问题,使得每棵树连接一个颜色类的所有点,没有两棵树交叉,并且树的总边长最小。对于$k=1$,这是著名的欧几里得斯坦纳树问题。对于一般的$k$,已知$kρ$近似算法,其中$ρ\le 1.21$是Steiner比。本文提出了$k=2$的PTAS算法、$k=3$的$(5/3+\varepsilon)$ -近似算法和一般$k$的两个近似算法,其中$O(\sqrt n \log k)$和$O(\sqrt n \log k)$的比值为$k+\varepsilon$ .
2016-11-04 cs.CG
Light spanners for snowflake metrics
在空间研究中的一个经典结果是欧几里德空间存在轻低拉伸空间。这些空间具有任意的低拉伸,并且权重仅大于点的最小生成树的常数因子(依赖于拉伸和欧几里得维数)。这个领域的一个中心问题是,其他空间是否也允许低权空间--例如具有低内在维数的度量空间--但只有少数这类结果是已知的。本文考虑低内在维数的雪花度量空间。度量(X,δ)的α雪花是度量(X,$δ^α$),其中0<α<1。通过利用一种完全不同于欧几里得空间的方法,我们证明了雪花度量承认轻speries。此外,我们表明,的直径为O($\log$ n),结果不可能为欧几里德空间。作为一个直接的推论,我们的旅行商问题的算法在这种情况下,我们获得了显着的改进,实现了多项式时间近似计划与近线性运行时间。一路上,我们表明,所有的${\ell}_p$空间承认光spectrum,在其本身的权利感兴趣的结果。
2014-01-20 cs.CG cs.DS
Online Euclidean Spanners
本文研究了$\mathbb{R}^d$中点的在线欧氏空间问题。假设我们在$\mathbb{R}^d$中给出一个$n$点序列$(s_1,s_2,\ldots, s_n)$,其中点$s_i$在$i=1,\ldots, n$的步骤~ $i$中给出。在线算法的目标是为每个步骤~ $i$在$S_i=\{s_1,\ldots, s_i\}$上维护几何$t$ -矩阵。首先,我们建立了一个$Ω(\varepsilon^{-1}\log n / \log \varepsilon^{-1})$的竞争比的任何在线$(1+\varepsilon)$ -迭代算法的下界,在1维$n$点序列。我们表明,这个界是紧的,有一个在线算法,可以保持一个$(1+\varepsilon)$ -竞争比$O(\varepsilon^{-1}\log n / \log \varepsilon^{-1})$。接下来,我们设计在线算法的$\mathbb{R}^d$中的点序列,任何恒定的$d\ge 2$,$L_2$规范下。我们发现,以前已知的增量算法实现竞争比$O(\varepsilon^{-(d+1)}\log n)$。然而,如果允许该算法使用附加点(Steiner点),则可以显著提高$\varepsilon$方面的竞争比。我们描述了一个在线的Steiner $(1+\varepsilon)$算法,具有竞争比$O(\varepsil…
2021-07-01 cs.CG cs.DS
Greedy Spanners in Euclidean Spaces Admit Sublinear Separators
本文证明欧几里得空间中的贪婪生成子图具有大小为O(k^{1-1/d})的次线性分隔符,引入τ-lanky刻画并推广到加倍度量,解决了两个开放问题。
2024-05-28 cs.CG
Degree Four Plane Spanners: Simpler and Better
设${\cal P}$是平面上的$n$点集,${\cal C}$是点集为${\cal P}$的完全欧氏图.两点$p, q$之间的${\cal C}$中的每条边被实现为线段$[pq]$,并被分配等于欧几里得距离$|pq|$的权重。在本文中,我们展示了如何在$O(n\lg{n})$时间内构造一个平面图的${\cal C}$的最大程度最多为4和拉伸因子最多为20。这改进了关于构造${\cal C}$平面空间的一长串结果。我们的结果与Bonichon等人关于${\cal C}$的最大平面度的最小已知上限4相匹配,同时显着地将其拉伸因子上限从156.82提高到20。我们的构造是基于德洛内三角剖分定义相对于等边三角形距离,并使用不同的方法比Bonichon等人使用的方法。我们的方法导致一个简单而直观的结构良好的构造,并揭示了有用的结构特性的德洛内三角剖分定义相对于等边三角形距离。所构造的拓扑图的结构表明,当${\cal P}$处于凸位置时,该拓扑图的最大度至多为3。结合点集${\cal P}$处于凸位置时,${\cal C}$的平面空间的最大度的下界为3这一事实,给出了点集处于凸位置时,${\cal C}$的平面空间的最大度的一个紧界为3.
2016-03-11 cs.CG
Towards Lower Bounds for Geometric Spanners in High Dimension
Weizmann Institute of Science(魏茨曼科学研究所)
该研究针对高维ℓ_p空间几何生成树的拉伸-大小权衡,给出已有2跳生成树下界的简单证明并扩展至带Steiner顶点的情形,还建立了有界跳与通用生成树的关联,推导了无跳限制生成树的下界结论。
2026-08-11 cs.CG cs.DS
Towards Instance-Optimal Euclidean Spanners
本文首次研究实例最优欧几里得生成树,证明贪心生成树远非实例最优,提出全新构造方法,仅需小幅提升拉伸因子即可实现稀疏度和轻量性的常数倍实例最优,且边数与权重不依赖维度。
2024-09-17 cs.CG cs.DS
Fault-tolerant additive weighted geometric spanners
设S是n个点的集合,设w是一个函数,它给S中的点分配非负权重。当p为\ne q时,属于S的两点p,q之间的加性加权距离d_w(p,q)定义为w(p)+ d(p,q)+ w(q),当p = q时,d_w(p,q)为零。这里,d(p,q)表示p和q之间的(测地线)欧几里得距离。一个图G(S,E)称为点的可加加权集S的t-图,如果对S中的任意两点p和q,图G中p和q之间的距离至多为t.d_w(p,q),其中实数t > 1.这里,d_w(p,q)是p和q之间的加性加权距离。对于某个整数\geq 1,集合S的一个t-图G是一个(k,t)-顶点容错的加性加权图,记为(k,t)-VFTAWS,如果对于任意基数不超过k的集合S' \subset S,图G \ S'是S \S '中点的t-图.对任意给定的实数ε> 0,我们得到了如下结果:-当S中的点属于欧氏空间R^d时,给出了计算度量空间(S,d_w)中具有O(kn)条边的(k,(2 + ε))-VFTAWS的算法。这里,对于任意两点p,q \in S,d(p,q)是R^d中p和q之间的欧几里得距离。- 当S中的点属于一个简单多边形P时,对于度量空间(S,d_w),给出了一个计算具有O(\frac{k n}{ε^{2}} \lg{n})边的测地线(k,(2 + ε))-VFTAWS的算法和一个计算具有O(kn(\lg{n})^2)边的测地线(k,(…
2019-06-02 cs.CG
Fully Dynamic Algorithms for Euclidean Steiner Tree
本文针对欧几里得斯坦纳树问题提出首个完全动态算法,基于Arora风格几何动态规划维护$(1+\epsilon)$近似解,支持点插入删除及树遍历查询,摊销更新和查询时间为$O(\poly\log n)$。
2023-11-30 cs.CG
A light metric spanner
人们早就知道$d$维欧氏点集允许$(1+ε)$-具有亮度的拉伸空间$W_E = ε^{-O(d)}$,即总边权重至多是集的最小生成树的权重的$W_E$倍[DHN 93].对于低倍维的度量空间,类似的结果是否成立仍然是一个重要的开放问题,并且拒绝了许多解决方案的尝试。本文对这个问题作了肯定的解决,并证明了二重空间允许有轻的$(1+ε)$-伸缩空间$W_D = (ddim/ε)^{O(ddim)}$.重要的是,我们的结果本身也意味着一个更快的多项式时间近似计划的旅行推销员问题在加倍度量空间,改进上界[BGK-12]。
2015-05-14 cs.CG
Some Analytics for Steiner Minimal Tree Problem for Four Terminals
给出了四个端点在欧氏平面上的坐标,给出了Steiner最小树问题的Steiner点坐标的显式公式。我们利用所得到的公式评价的影响,终端坐标的轨迹的施泰纳点。
2015-05-13 cs.CG
On the Edge Crossings of the Greedy Spanner
$t$ -空间用于近似度量空间中一组点之间的成对距离。它们只有几个边缘的总数相比,对,他们提供了一个$t$ -近似的距离上的任何两个任意点。有许多方法可以构造这样的图,其中最有效的方法之一,在权重和结果图的边数方面,是贪婪图。本文研究了欧几里得平面上点的贪婪扳手的边交叉。我们证明了一个恒定的上限的交叉口的数量与较大的边缘,只取决于拉伸因子的,$t$,我们可以有更多的有界的交叉口与较小的边缘。我们的研究结果意味着,贪婪的spectrographs在平面上的点有分隔符的大小$\mathcal{O}(\sqrt n)$,他们的平面化有线性的大小,和这些图的分隔符层次结构可以从他们的平面化在线性时间。
2021-04-28 cs.CG
Locality-Sensitive Orderings and Applications to Reliable Spanners
Chan,Har-Peled和Jones [2020]最近开发了局部敏感排序(LSO),这是一种新工具,可以将欧几里得空间$\mathbb{R}^d$中的问题简化为$1$维线。他们用LSO解决了很多问题。后来,Buchin,Har-Peled和Ol{á}h [2019,2020]使用Chan { \em et al. }的LSO为欧几里得空间构造了非常稀疏的\emph{reliable spanners}。可靠的网络的一个非常理想的特性是它能够承受大规模的故障:即使90%的节点发生故障,网络仍然可以正常工作。在后续工作中,Har-Peled,Mendel和Ol{á}h [2021]为一般和拓扑结构度量构建了可靠的spectrometric。它们的构造使用了不同的方法,并且基于稀疏覆盖。在本文中,我们发展了非欧度量中的LSO理论,引入了适用于一般度量和拓扑结构度量的新类型的LSO。然后,我们构建这样的LSO的,以及构建大大改进的LSO的加倍度量。之后,我们使用我们的新的LSO的构造可靠的spectum与改进的拉伸和稀疏参数。最重要的是,我们构造了树和平面图的$\tilde{O}(n)$大小的可靠空间与$2$的最佳拉伸。在构造LSO和可靠空间的过程中,我们引入并构造了超度量覆盖,并为线路构造了$2$ -hop可靠空间。
2022-02-28 cs.CG cs.DS
The $θ_5$-graph is a spanner
给出了平面上的一组点,证明了5锥$θ$ -图是一个生成比至多为$\sqrt{50 + 22 \sqrt{5}} \approx 9.960$的几何图。这是这个图的生成比的第一个常数上界。上界使用一个构造性参数,给出任意两个顶点之间的一条(可能是自相交的)路径,其长度最多为顶点之间的欧几里得距离的$\sqrt{50 + 22 \sqrt{5}}$倍。我们还给出了$\frac{1}{2}(11\sqrt{5} -17) \approx 3.798$的生成比的一个下界。
2014-08-05 cs.CG
On (Directed) Width-Parameters of Geometric Spanners
TU Dortmund(多特蒙德工业大学);TU Eindhoven(埃因霍温理工大学)
本文研究几何生成子图的宽度参数,证明路径宽度等参数下存在渐近最优的稀疏生成子图,并指出树深度情形下膨胀比不可有界,且最小膨胀比问题在树深度3时NP-hard,给出XP算法。
2026-09-21 cs.CG
Shallow, Low, and Light Trees, and Tight Lower Bounds for Euclidean Spanners
证明了对每个$n$ -点度量空间$M$,存在一个生成树$T$,其直径为$O(\log n)$,权为$ω(T) = O(\log n) \cdot ω(MST(M))$ .此外,存在指定点$rt$,使得对于任意小的常数$ε> 0$,对于每个点$v$,$dist_T(rt,v) \le (1+ε) \cdot dist_M(rt,v)$。我们扩展了这个结果,并提供了未加权直径和重量之间的折衷,并证明了这种折衷是\emph{tight up to constant factors}在整个参数范围内。这些结果使我们能够解决计算几何中一个长期悬而未决的问题。在STOC'95中,Arya等人设计了一种具有未加权直径$O(\log n)$和权重$O(\log n) \cdot ω(MST(M))$的欧几里得扳手的构造。十年后,在SODA'05中,Agarwal等人表明,该结果接近于$O(\log \log n)$的因子。我们缩小了这一差距,并表明Arya等人的结果是紧密的常数因子。
2008-01-23 cs.CG cs.DS
Optimal Fault-Tolerant Spanners in Euclidean and Doubling Metrics: Breaking the $Ω(\log n)$ Lightness Barrier
本文针对欧几里得和倍增度量,设计了一种在大小、度、轻量度和运行时间上均最优的 $f$-容错稀疏子图构造,首次突破轻量度的 $\Omega(\log n)$ 障碍。
2024-02-08 cs.CG cs.DS
Vertex Fault-Tolerant Geometric Spanners for Weighted Points
给定n个点的集合S、将非负权重与S中的每个点关联的权重函数w、正整数k \ge 1以及实数ε> 0,我们提出了计算S中加权点诱导的度量空间(S,d_w)的扳手网络G(S,E)的算法。点集S上的加权距离函数d_w定义如下:对于任何p,q \in S,如果p \ne q,则d_w(p,q)等于w(p)+ d_π(p,q)+ w(q),否则d_w(p,q)为0。这里,d_π(p,q)是p和q之间的欧几里德距离,如果S中的点在\mathbb{R}^d中,否则,它是p和q之间的测地线(欧几里德)距离。以下是我们的结果:(1)当S中的权点位于\mathbb{R}^d中时,我们计算了一个大小为O(kn)的k点容错(4+ε)-ε网络。(2)当S中的权点位于多边形域\cal P的自由空间的相对内部时,我们给出了一个计算具有O(\frac{kn\sqrt{h+1}}{ε^2} \lg{n})条边的k-顶点容错(4+ε)网络的算法.(3)当S中的权点位于多面体地形\cal T上时,提出了一种计算k-顶点容错(4+ε)-ε网络的算法,该网络的边数为O(\frac{kn}{ε^2} \lg{n})。
2020-11-05 cs.CG
Online Spanners in Metric Spaces
给定度量空间$\mathcal{M}=(X,δ)$,$X$上的加权图$G$是$\mathcal{M}$的度量$t$ -ε,如果对每个$u,v \in X$,$δ(u,v)\le d_G(u,v)\le t\cdot δ(u,v)$,其中$d_G$是$G$中的最短路径度量.本文构造了度量空间中有限集的在线空间。这里,我们被给出点序列$(s_1, \ldots, s_n)$,其中点被一次一个地呈现(即,在$i$步骤之后,我们看到了$S_i = \{s_1, \ldots , s_i\}$)。当新点到达时,该算法允许向图中添加边,但是,不允许从图中移除任何边。目标是为所有$i$维护$t$ -$G_i$ for $S_i$,同时最小化边的数量及其总权重。我们在欧氏$d$ -空间中构造了在线$(1+\varepsilon)$-空间,在一般度量中构造了$(2k-1)(1+\varepsilon)$ -空间,在超度量中构造了$(2+\varepsilon)$ -空间.最值得注意的是,在欧几里德平面中,我们构造了具有竞争比$O(\varepsilon^{-3/2}\log\varepsilon^{-1}\log n)$的$(1+\varepsilon)$ -矩阵,绕过了经典的亮度下限$Ω(\varepsilon^{-2})$,该下限将矩阵的重量与MST的重量进行比较。
2022-02-21 cs.CG cs.DS
Geometric spanners of bounded tree-width
本文研究有界树宽几何生成树的构造问题,提出首个树宽不超过k的渐近最优膨胀系数生成树算法,证明树宽与平面图边数的紧依赖关系,并给出圆周等距点生成树最小膨胀的几乎紧界。
2024-12-09 cs.CG
Euclidean Steiner Shallow-Light Trees in Higher Dimensions
California State University Northridge(北岭加州州立大学)
本文证明了Solomon关于欧几里得d维空间中斯坦纳浅光树(SLT)的一个猜想:对于任意有限点集、任意根和任意ε>0,存在一个与维度无关的欧几里得斯坦纳(1+ε, O(√(1/ε)))-SLT。
2026-05-26 cs.CG math.CO
An Optimal-Time Construction of Euclidean Sparse Spanners with Tiny Diameter
在STOC'95 \cite{ADMSS95}中,Arya等人示出了对于$\mathbb R^d$中的任何$n$点集合,直径至多为2(分别为3)的$(1+ε)$ -点和$O(n \log n)$边(分别为,$O(n \log \log n)$边缘)可以在$O(n \log n)$时间内构建。此外,在\cite{ADMSS95,NS07}中显示,对于任何$k \ge 4$,可以在$O(n (\log n) 2^k α_k(n))$时间内构建直径至多为$2k$和$O(n 2^k α_k(n))$边缘的$(1+ε)$ -链。函数$α_k$是在原始递归层次的$\lfloor k/2 \rfloor$级的某个函数的逆,其中$α_0(n) = \lceil n/2 \rceil, α_1(n) = \left\lceil \sqrt{n} \right\rceil, α_2(n) = \lceil \log{n} \rceil, α_3(n) = \lceil \log\log{n} \rceil, α_4(n) = \log^* n$、\ldots等。还已知\cite{NS07},如果允许二次时间,则可以改进这些界限。具体地,对于任何$k \ge 4$,可以在$O(n^2)$时间\cite{NS07}中构造直径至多为$k$和$O(n k α_k(n))$边的$(1+ε)$ -矩阵。在这一领域…
2010-05-22 cs.CG cs.DS
A polynomial-time approximation scheme for Euclidean Steiner forest
我们给出了一个随机的O(n polylog n)-时间近似方案的Steiner森林问题在欧氏平面。对于每一个固定的eps > 0和给定的n个终端在平面上的连接请求之间的一些终端对,我们的计划发现一个(1 + eps)-近似的最小长度的森林,连接每个请求的终端对。
2014-02-24 cs.CG cs.DS
Balancing Degree, Diameter and Weight in Euclidean Spanners
在本文中,我们设计了一个新的\emph{unified}建设的欧氏空间之间的最大程度,直径和重量优雅的交易。对于一个正整数k,我们的构造提供了一个(1+eps)-图,其最大度为O(k),直径为O(log_k n + alpha(k)),权重为O(k \cdot log_k n \cdot log n)\cdot w(MST(S)),边数为O(n).注意,对于k= n^{1/alpha(n)},这产生直径O(alpha(n)),权重O(n^{1/alpha(n)} \cdot log n \cdot alpha(n))\cdot w(MST(S))和最大度O(n^{1/alpha(n)}),它改进了Arya等人\cite{ADMSS95}的经典结果;在来自\cite{ADMSS95}的相应结果中,该图具有相同的边数和直径,但是其权和度可以任意大。同样,当k = O(1)时,这产生了最大度O(1),直径O(log n)和重量O(log^2 n)\cdot w(MST(S)),这反驳了Arya等人\cite{ADMSS95}的另一个经典结果。在最大度为O(k),边数为O(n)的约束下,我们的O(logkn + alpha(k))的直径界是最优的.我们对权重的界限是最佳的,最高可达log n倍。我们的构造还在参数的互补范围中提供了类似的折衷,即,当重量应该小于log^2 n时,但允许直径增…
2011-08-30 cs.CG cs.DS
The well-separated pair decomposition for balls
给定一个实数$t>1$,几何$t$ -图是$\mathbb{R}^d$中一个点集的几何图,顶点之间有直线,使得图中每对顶点之间的最短路径距离(具有欧几里得边长)与它们的实际欧几里得距离之比至多为$t$。不精确的点集由$\mathbb{R}^d$中的区域集$R$建模。如果在$R$的每个区域中选择一个点,则得到的点集称为~ $R$的精确实例。不精确点集$R$的不精确$t$-图是图$G=(R,E)$,使得对于$R$的每个精确实例$S$,图$G_S=(S,E_S)$是$t$-图,其中$E_S$是对应于$E$的边的集合。本文证明了,给定一个实数$t>1$,存在一个由平面上的$n$直线段组成的不精确点集$R$,使得$R$的任何不精确点集都有$Ω(n^2)$边.然后,我们提出了一个算法,计算一个良好的分离对分解(WSPD)的大小${\cal O}(n)$的一组$n$成对不相交的$d$ -维球与任意大小。给定一个实数$t>1$和一组任意大小的$n$两两不相交的$d$ -球,我们使用这个WSPD在${\cal O}(n\log n+n/(t-1)^d)$时间内计算一个不精确的$t$ -球,它具有${\cal O}(n/(t-1)^d)$边.
2017-06-20 cs.CG
Euclidean Bottleneck Steiner Tree is Fixed-Parameter Tractable
本文针对欧几里得瓶颈斯坦纳树问题,提出 $k^{O(k)} n^{O(1)}$ 时间算法,证明其固定参数可解,解决了 Bae 等人提出的开放问题,并推广到 $\ell_p$ 度量及其他度量。
2023-12-04 cs.CG cs.DS
On Optimal Disc Covers and a New Characterization of the Steiner Center
给定平面$P_1 P_2...P_N$中的N个点和位置$Ω$,具有直径$[ΩP_i], i = 1, 2,...N$的圆盘的并集覆盖点的凸包。位置$Ω_s$最小化由圆盘的并集覆盖的区域,被示出为点的凸包的Steiner中心。对$d$维欧氏空间也得到了类似的结果.
2015-09-09 cs.CG
NP-hardness and a PTAS for the Euclidean Steiner Line Problem
本研究证明了欧几里得施泰纳线问题(ESL)和固定线变体(ESfL)均为NP难问题,同时通过将问题归约到欧几里得施泰纳树问题(EST),给出了两者的多项式时间近似方案(PTAS)。
2024-12-09 cs.CG cs.DS
Labeled Nearest Neighbor Search and Metric Spanners via Locality Sensitive Orderings
本文为欧几里得、ℓ_p 和加倍空间开发了新的局部敏感排序,以更少排序实现更大拉伸,并用于构建多种生成图及带标签的最近邻搜索数据结构。
2023-11-16 cs.CG cs.DS
Towards a Unified Theory of Light Spanners I: Fast (Yet Optimal) Constructions
University of Massachusetts Amherst(马萨诸塞大学阿默斯特分校);Tel Aviv University(特拉维夫大学)
本文提出了一种统一框架,用于在多种图类中快速构造具有最优轻量级特性的spanner,解决了以往方法在通用性、运行时间和参数优化上的不足。
2025-12-04 cs.CG cs.DS
Approximate Distance and Shortest-Path Oracles for Fault-Tolerant Geometric Spanners
本文为容错欧几里得生成器设计近似距离与最短路径预言机,支持快速查询故障后的近似距离和路径,适用于道路网络路由。
2023-12-27 cs.CG cs.DS
Spanners for Directed Transmission Graphs
令$P \subset \mathbb{R}^2$是平面$n$ -点集,使得每个点$p \in P$具有相关联的半径$r_p > 0$。$P$的传递图$G$是具有顶点集$P$的有向图,使得对于任何$p, q \in P$,存在从$p$到$q$的边当且仅当$d(p, q) \leq r_p$。设$t > 1$为常数。$G$的$t$ -图是一个子图$H \subseteq G$,其顶点集为$P$,使得对于任意两个顶点$p,q \in P$,我们有$d_H(p, q) \leq t d_G(p, q)$,其中$d_H$和$d_G$分别表示$H$和$G$中的最短路径距离(具有欧几里德边长)。我们展示了如何在$O(n (\log n + \log Ψ))$时间内计算具有$O(n)$边的$G$的$t$ -ε,其中$Ψ$是$P$中一个点的最大和最小半径之比。使用更高级的数据结构,我们获得了一个在$O(n \log^5 n)$时间内运行的构造,独立于$Ψ$。我们给两个应用程序为我们的空间。首先,我们展示了如何使用我们的递归在$O(n \log n)$时间内(除了构建递归所需的时间之外)从任何给定的开始顶点在$G$中找到一棵BFS树。其次,我们展示了如何使用我们的可达性扩展的可达性预言回答几何可达性查询。在几何可达性查询中,我们询问$G$中的顶点$p$是否可以“到达”作为平面中的任意点的目标$q$(…
2020-10-02 cs.CG
Computing Oriented Spanners and their Dilation
该研究提出首个欧氏空间中构造常数有向膨胀率稀疏有向生成图的高效算法,同时证明最小化有向膨胀率的定向问题NP难、一般度量下计算有向膨胀率APSP难,并给出次立方近似算法。
2024-12-11 cs.CG
Oriented Spanners
Technical University of Dortmund(多特蒙德工业大学);University of Sydney(悉尼大学);BARC, University of Copenhagen(哥本哈根大学 BARC);Technical University of Eindhoven(埃因霍温理工大学)
针对欧氏平面点集的有向$t$-生成树问题,先证明平面中最小化有向扩张率是NP难的,再研究一维点集的单页书嵌入有向图,提出动态规划和贪心算法,最后扩展到凸点集,证明贪心三角剖分可产生平面有向$t$-生成树。
2025-11-12 cs.CG
Approximating Minimum Steiner Point Trees in Minkowski Planes
给定一组点,我们定义一个最小Steiner点树是一个树连接这些点和可能的一些额外的点,使得每条边的长度最多为1和额外的点的数量被最小化。我们建议使用Steiner最小树来近似最小Steiner点树。它示出,在任意度量空间,这给出了一个性能差异最多$2n-4$,其中$n$是终端的数量。我们表明,这种差异是最好的可能在欧几里德平面,但不是在闵可夫斯基平面与单位球。我们还介绍了一个新的标准形式的最小Steiner点树在欧氏平面,这表明,最小Steiner点树是最短的总长度树与一定的离散边长度条件。
2013-07-11 cs.CG math.OC
The Emergence of Sparse Spanners and Greedy Well-Separated Pair Decomposition
在$R^d$中的一组点上的一个图包含任意两点之间的最短路径,其长度至多是它们的欧氏距离的常数因子。在本文中,我们研究新的模型,旨在解释为什么好的空间“出现”在现实中,当他们显然是内置的块与自己的利益和建设是不协调的代理。我们的主要结果是表明,如果边是内置的一个任意的顺序,但边是建立当且仅当它的端点不“接近”的端点现有的边缘,图是一个$(1 + \eps)$的线性数的边缘,常数的平均度,和总的边缘长度作为一个小的对数因子的成本的最小生成树。作为一个副产品,我们展示了一个简单的贪心算法,用于构建最佳大小以及分离对分解,可能是自己的兴趣。
2009-05-15 cs.CG cs.DS
From Hierarchical Partitions to Hierarchical Covers: Optimal Fault-Tolerant Spanners for Doubling Metrics
在本文中,我们设计了一个最佳结构的容错空间加倍度量。具体地说,对于任意$n$ -点加倍度量、任意$\eps > 0$和任意整数$0 \le k \le n-2$,我们的构造提供了一个在最优时间$O(n \log n + k n)$内具有最优度$O(k)$的$k$ -容错$(1+\eps)$ -模型.然后,我们加强这一结果,以提供接近最佳的($\log k$的一个因素)保证我们的spectum的直径和重量,即直径$O(\log n)$和重量$O(k^2 + k \log n) \cdot ω(MST)$,同时保持最佳的保证程度$O(k)$和运行时间$O(n \log n + k n)$。我们的结果解决了这一领域的几个基本的开放问题,最终结束了从Arya等人的STOC'95论文开始的一系列研究。以及Levcopoulos等人的STOC'98论文。在得到这一结果的过程中,我们发展了一种新的技术,用于在加倍度量中构造空间。我们的构造是基于一个新的\emph{hierarchical cover}的度量,而大多数以前的构造spiritual加倍和欧几里德度量(如网树的spiritual)是基于\emph{hierarchical partitions}的度量。我们证明了权力的层次覆盖的背景下,几何speries通过提高国家的最先进的结果在这方面。
2013-05-08 cs.CG cs.DS
Dynamic Light Spanners in Doubling Metrics
Indian Institute of Technology Bombay(印度理工学院孟买分校);Dartmouth College(达特茅斯学院);Bar-Ilan University(巴伊兰大学)
研究在双倍度量空间中动态维护轻量级跨度图的方法,实现高效插入和删除操作,保持跨度因子和权重稳定。
2026-03-24 cs.CG cs.DS
Efficient Algorithms for Euclidean Steiner Minimal Tree on Near-Convex Terminal Sets
本文研究近凸点集上的欧几里得Steiner最小树问题,提出了多项式时间可解的显式结构,给出了基于非凸包点数的精确算法,并证明了FPTAS存在与不存在的条件。
2023-07-01 cs.CC cs.CG cs.DM