Dynamic Pricing Algorithms for Online Set Cover
本文研究在线集合覆盖问题的动态定价算法,提出对可通过动态定价模拟的在线算法进行分类,并识别出一种相对于频率参数具有强竞争力的确定性算法。
2024-09-23 cs.DS
Approximating Sparse Covering Integer Programs Online
覆盖整数规划(CIP)是一种数学规划,其形式为:min {c^T x:Ax >= 1,0 <= x <= u,x integer},其中A是一个m × n矩阵,c和u是n维向量,都有非负项。在在线设置中,约束(即,约束矩阵A)的行随时间到达,并且算法只能增加向量x的坐标以保持可行性。作为中间步骤,我们考虑在线求解覆盖线性规划(CLP),其中x上的完整性要求被丢弃。我们的主要结果是(a)O(log k)-竞争在线算法求解CLP,和(b)O(log k log L)-竞争随机在线算法求解CIP。这里,k<=n和L<=m分别表示约束矩阵A的任意行和列中的非零条目的最大数量。根据Feige和Korman的结果,这是多项式时间在线算法的最佳可能,即使在集合覆盖的特殊情况下也是如此。
2012-05-01 cs.DS
Online Algorithms with Multiple Predictions
Duke University(杜克大学);IIT Delhi(德里印度理工学院)
本文研究了在线算法与多个机器学习预测增强。虽然近年来已经广泛地研究了用单个预测增强的在线算法,但是用于多个预测设置的文献是稀疏的。在本文中,我们给出了一个通用的算法框架,在线覆盖问题的多个预测,获得一个在线的解决方案,是对最佳预测的性能竞争。我们的算法结合了使用的预测在经典的潜在的在线算法的分析。我们应用我们的算法框架来解决经典的问题,如在线集覆盖,(加权)缓存,在线设施的位置在多个预测设置。我们的算法也可以是鲁棒的,即,可以同时使该算法与最佳预测和最佳在线算法(没有预测)的性能竞争。
2022-07-13 cs.DS cs.LG
Online Covering with Sum of $\ell_q$-Norm Objectives
我们考虑分数在线覆盖问题与$\ell_q$ -范数的目标。感兴趣的问题是$\min\{ f(x) \,:\, Ax\ge 1, x\ge 0\}$的形式,其中$f(x)=\sum_{e} c_e \|x(S_e)\|_{q_e} $是$\ell_q$ -范数的加权和,并且$A$是非负矩阵。$A$的行(即覆盖约束)随时间在线到达。我们提供了一个在线的$O(\log d+\log ρ)$ -竞争算法,其中$ρ= \frac{\max a_{ij}}{\min a_{ij}}$和$d$是$A$和$\max |S_e|$的行稀疏性的最大值。这是基于在线原始对偶框架,我们使用上述凸规划的对偶。我们的结果扩展了一类凸目标,承认良好的在线算法:以前的结果需要一个单调性条件的目标$f$,这是不满足这里。即使对于线性的特殊情况,这个结果也几乎是紧的。作为直接的应用,我们得到(i)改进的在线算法的非均匀批量购买网络设计和(ii)的吞吐量最大化下的第一个在线算法$\ell_p$范数边缘容量。
2017-05-09 cs.DS
Online Covering with Multiple Experts
LIG, University Grenoble-Alpes(格勒诺布尔-阿尔卑斯大学LIG实验室)
本文提出多专家在线覆盖算法,引入动态基准,实现O(log K)竞争比,并提供了在线组合多个算法的全新视角。
2023-12-22 cs.DM cs.DS cs.LG
An $\tilde Ω(\log n \log m)$ Information-Theoretic Lower Bound for Randomized Online Set Cover
Rutgers University(罗格斯大学)
本文针对随机在线集合覆盖问题,证明了信息论下界为 $\tilde Ω(\log n \log m)$,适用于满足特定条件的 $m$ 和 $n$。
2026-09-18 cs.DS
A Tight Bound on Online Vertex Cover under Edge Arrivals
Shanghai University of Finance and Economics(上海财经大学);Shanghai Jiao Tong University(上海交通大学)
该研究针对边到达模型下的在线顶点覆盖问题,利用Assadi等人的蓝图框架直接归约,证明任何随机化算法的最优竞争比为2,确定了该问题的紧下界。
2026-08-06 cs.DS
Online Bin Covering with Advice
箱覆盖问题要求用范围$(0,1]$中不同大小的$n$项目的在线序列覆盖最大数量的箱;如果箱接收总大小至少为1的项目,则称该箱被覆盖。我们研究这个问题的建议设置,并提供严格的界限,以达到最佳解决方案所需的建议的大小。此外,我们表明,任何建议的大小$o(\log \log n)$的算法有一个最多0.5的竞争比。换句话说,大小为$o(\log \log n)$的建议对于提高通过没有建议的在线算法可获得的0.5的竞争比是无用的。这个结果突出了建议模型中的箱覆盖和装箱问题之间的差异:对于装箱问题,有几个具有恒定大小建议的算法优于没有建议的在线算法。此外,我们表明,建议的大小$O(\log \log n)$是足够的,以实现一个竞争力的比例,是任意接近$0.53\bar{3}$,因此严格优于最佳比例$0.5$可达到的纯在线算法。在介绍和分析该算法所涉及的技术是很大的不同,从现有的结果装箱问题,并确认这两个问题的不同性质。最后,我们表明,一个线性数量的位的意见是必要的,以实现任何竞争比优于15/16的在线箱覆盖问题。
2020-06-02 cs.DS
Online and Dynamic Algorithms for Geometric Set Cover and Hitting Set
集合覆盖和碰集是组合优化中的基本问题,在离线、在线和动态环境下得到了广泛的研究。我们研究这些问题的几何版本,并提出新的在线和动态算法。在网络版的集封面(resp。命中集)、$m$集(分别$n$点)是给定的$n$点(分别为~ $m$集)逐一联机。在动态版本中,点(或可以到达,也可以离开。我们的目标是保持一套封面(分别)。命中集),最小化计算解的大小。对于任意大小的(轴平行)正方形的在线集合覆盖,我们提出了一个紧的$O(\log n)$竞争算法。在相同的碰集条件下,假设所有点在$[0,N)^{2}$中的坐标都是整数,给出了一个紧的$O(\log N)$ -竞争算法.对于这两种设置,都没有已知的在线算法,甚至连单位平方也没有(除了已知的任意设置系统的在线算法)。对于$d$维超矩形的动态集覆盖和碰集,我们得到了具有$(\log m)^{O(d)}$最坏情况更新时间的$(\log m)^{O(d)}$ -近似算法.这部分回答了Chan等人提出的一个开放性问题[SODA'22]。在此之前,没有动态算法与多对数更新时间是已知的,即使在设置的平方(对于这些问题)。我们的主要技术贡献是一个\emph{extended quad-tree }方法和一个\emph{frequency reduction}技术,减少几何集合覆盖实例的一般集合覆盖的有限频率。
2023-03-16 cs.CG cs.DS
A Comparison of Performance Measures for Online Algorithms
本文提供了一个系统的研究,提出了一些措施,在线算法的背景下,一个特定的问题,即两个服务器的问题上的三个共线点。尽管这个问题很简单,但它包含了在线算法的一个核心挑战,即平衡贪婪和适应性。我们研究竞争分析,最大/最大比,随机顺序比,双射分析和相对最差顺序分析,并确定这些措施如何比较贪心算法,双覆盖,懒惰双覆盖,通常研究的算法在服务器问题的背景下。通过最大/最大值比和双射分析,我们发现贪婪算法是三种算法中最好的。在其他指标下,双重覆盖和懒惰双重覆盖更好,尽管相对最差阶分析表明贪婪有时更好。只有双射分析和相对最差阶分析表明懒惰双覆盖优于双覆盖。我们的结果也提供了第一个证明的最优性的算法下相对最差阶分析。
2012-10-12 cs.DS
Integral Online Algorithms for Set Cover and Load Balancing with Convex Objectives
针对凸目标下集合覆盖与负载均衡问题,提出绕过凸松弛和原始对偶技术的整数在线算法,扩展相关结果至整数设置并适用于广义调度问题,通过问题约简与随机阈值方法实现良好近似。
2025-08-25 cs.DS
Learning-Augmented Algorithms for Online Linear and Semidefinite Programming
Purdue University(普渡大学);University of Melbourne(墨尔本大学);Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院);UC Berkeley(加州大学伯克利分校);Rice University(莱斯大学);Carnegie Mellon University(卡内基梅隆大学)
半定规划(SDP)是一个统一的框架,它概括了线性规划和二次约束二次规划,同时在理论和实践中也产生了有效的求解器。然而,当覆盖SDP的约束以在线方式到达时,存在用于近似最优解的已知不可能结果。在本文中,我们研究了在线覆盖的线性和半定的计划,其中的算法是增加了一个可能错误的预测咨询。我们表明,如果预测是准确的,我们可以有效地绕过这些不可能的结果,并实现一个常数因子近似的最优解,即,一致性另一方面,如果预测器是不准确的,在某些技术条件下,我们实现了与经典最优上界和紧下界都匹配到常数因子的结果,即,鲁棒性更广泛地说,我们引入了一个框架,扩展了(1)由Bamas,Maggiori和Svensson研究的机器学习预测器增强的在线集合覆盖问题(NeurIPS 2020),以及(2)由Elad,Kale和Naor发起的在线覆盖SDP问题(ICALP 2016)。具体来说,我们得到了一般的在线学习增强算法覆盖线性规划与分数的建议和约束,并开始学习增强算法覆盖SDP问题的研究。我们的技术基于Buchbinder和Naor的原始-对偶框架(Mathematics of Operations Research,34,2009),并且可以进一步调整以处理变量位于有界区域中的约束,即,框约束。
2022-10-21 cs.DS cs.LG math.OC
Online Bin Covering: Expectations vs. Guarantees
箱盖是一个双重版本的经典装箱。因此,目标是覆盖尽可能多的箱子,其中覆盖箱子意味着在箱子中包装总尺寸至少一个的物品。对于在线箱覆盖,竞争分析无法区分大多数感兴趣的算法;所有“合理”的算法都有1/2的竞争比。因此,为了更好地理解解决这个问题的组合困难,我们转向其他性能指标,即相对最差顺序,随机顺序,和最大/最大分析,以及分析输入限制或均匀分布的项目大小。通过这种方式,我们的研究也补充了正在进行的各种绩效指标的相对优势的系统研究。两个经典的在线装箱算法,具有自然的双重版本是谐波和Next-Fit。即使算法在本质上是完全不同的,双版本没有分离的竞争分析。我们的情况下,当需要保证,即使在限制输入序列,双谐波是优选的。此外,我们建立了相当稳健的理论结果,表明如果项目来自均匀分布,或者即使只是项目的排序是均匀随机的,那么双Next-Fit是正确的选择。
2014-02-27 cs.DS
Data-driven Competitive Algorithms for Online Knapsack and Set Cover
在线算法的设计倾向于关注具有最坏情况保证的算法,例如,竞争力的比例。然而,众所周知,这样的算法通常过于悲观,在非最坏情况下的输入上执行次优。在本文中,我们开发了一种在线算法的数据驱动设计方法,该方法保持接近最优的最坏情况保证,同时还进行学习,以便在典型输入下表现良好。我们的方法是确定承认全球最坏情况下的保证政策类,然后使用历史数据进行学习的政策类。我们展示了两个经典的问题,在线背包和在线集覆盖的背景下,证明在每种情况下丰富的政策类的竞争范围的方法。此外,我们通过电动汽车充电的案例研究说明了实际意义。
2020-12-09 cs.DS cs.NA math.NA
Online Rounding Schemes for Edge Cover
Institute of Computer Science, University of Wrocław(弗罗茨瓦夫大学计算机科学研究所)
本文在子集到达模型下提出O(log^2 s)-竞争舍入方案,并由此改进多阶段随机集合覆盖的近似算法,还针对边覆盖给出1.8-竞争舍入方案。
2026-09-28 cs.DS
Optimal online and offline algorithms for robot-assisted restoration of barrier coverage
Université du Québec en Outaouais(魁北克大学乌塔韦分校);Carleton University(卡尔顿大学);Wesleyan University(卫斯理安大学);Concordia University(康考迪亚大学)
移动机器人与无线传感器网络之间的合作是目前吸引了大量关注的研究方向。在这种情况下,我们研究了以下问题的障碍覆盖由固定的无线传感器,由移动机器人移动传感器的能力的协助。假设$n$传感器最初任意分布在线段障碍上。每个传感器被称为覆盖屏障的与其感测区域相交的部分。由于初始位置不正确,或某些传感器失效,传感器未完全覆盖屏障。我们采用了移动机器人移动传感器的障碍上的最终位置,这样的障碍覆盖率得到保证。我们寻求的算法,最大限度地减少机器人的轨迹的长度,因为这允许尽快恢复的障碍覆盖。我们给出了一个最佳的线性时间离线算法,给出了一个最小长度的轨迹的机器人,开始在一端的障碍,并实现恢复的障碍覆盖。我们还研究了两种不同的在线模型:一种是在线机器人事先不知道障碍物的长度,另一种是在线机器人知道障碍物的长度。对于在线机器人不知道障碍长度的情况,证明了$3/2$关于竞争比的一个紧界,并给出了另一种情况下$5/4$关于竞争比的一个紧下界.因此,对于每种情况下,我们给出了一个最优的在线算法。
2014-10-24 cs.DS cs.RO
Online Disjoint Set Covers: Randomization is not Necessary
针对在线不相交集合覆盖问题,论文提出基于新型势函数的确定性算法,达到 O(log^2 n) 竞争比,匹配最佳随机化结果。
2025-01-10 cs.DS
Symmetry exploitation for Online Machine Covering with Bounded Migration
在经典模型过于悲观的情况下,允许追索权的在线模型非常有效。一个这样的问题是在相同的机器上的在线机器覆盖问题。在这种情况下,工件一个接一个地到达,并且必须以最大化最小机器负载为目标分配给机器。当一个作业到达时,我们可以重新分配一些作业,只要它们的总大小(最多)与到达作业的处理时间成正比。比例常数称为算法的迁移因子。使用一个舍入过程与有用的在线包装和覆盖问题的结构特性,我们首先设计了一个简单的$(1.7 + \varepsilon)$竞争算法使用的迁移因子$O(1/\varepsilon)$保持在每个到达一个局部最优解相对于跳跃邻域。在此之后,我们提出了我们的主要贡献,更涉及$(4/3+\varepsilon)$竞争力的算法使用迁移因子$\tilde{O}(1/\varepsilon^3)$。在每次到达时,我们运行最大处理时间优先(LPT)算法的适应。由于在这两种情况下,新的工作可能会导致一个完整的变化的分配较小的工作,低迁移因子是通过仔细利用四舍五入程序获得的高度对称的结构。
2018-08-28 cs.DS
The Online Submodular Cover Problem
本文研究在线子模覆盖问题,提出多对数竞争比算法,并匹配在线集合覆盖的最优下界,通过在线求解指数规模线性规划松弛及其舍入实现。
2025-10-10 cs.DS
Online submodular welfare maximization: Greedy is optimal
我们证明,没有在线算法(即使是随机的,对一个不经意的对手)是优于1/2-竞争的福利最大化覆盖估值,除非$NP = RP$。由于贪心算法是已知的1/2-竞争单调的子模赋值,其中覆盖率是一个特殊的情况下,这证明了贪婪提供了最佳的竞争比。另一方面,我们证明了贪婪的随机设置与i.i.d.项目和估值满足收益递减是$(1-1/e)$ -竞争,这是最佳的,即使覆盖估值,除非$NP=RP$。对于在线非线性加法分配,我们证明了没有算法可以是0.612-竞争相对于一个自然的LP已被用于此问题。
2013-01-30 cs.DS
Online and Dynamic Algorithms for Set Cover
本文研究了完全动态模型中的集合覆盖问题。在该模型中,活动元素的集合,即,那些必须在任何给定时间覆盖的,可以由于元素的到达和离开而改变。目标是保持相对于当前最优解具有竞争力的算法解。该模型在动态算法和在线算法社区都很流行。不同之处在于对算法的限制:在动态算法中,算法进行更新的运行时间(称为更新时间)是有限的,而在在线算法中,对解决方案进行更新的次数(称为追索权)是有限的。在更新时间的设定下,我们得到了O(log n)-竞争性和O(f log n)的平均更新时间,以及O(f^3)-竞争性和O(f^2)的更新时间。O(log n)-竞争算法是第一个在这种情况下实现独立于f的竞争比的算法。在追索权设置,我们显示了O(min{log n,f})与常数摊销追索权的竞争比。请注意,这与最佳离线边界匹配,只有常数追索权,这在经典在线模型中是不可能的。我们的结果是基于两个算法框架的启发,经典的贪婪和原始对偶算法离线集覆盖的全动态模型。我们表明,这两个框架都可以用于获得追索权和更新的时间范围,从而展示了这些研究链共同的算法技术。
2016-11-17 cs.DS
Online and Incremental Fractional Vertex Cover on Trees
University of Oxford(牛津大学);Jagiellonian University(雅盖隆大学);TU Darmstadt(达姆施塔特工业大学);University of Sheffield(谢菲尔德大学);University of Warsaw(华沙大学)
本文针对树上的分数顶点覆盖问题,在边到达的在线模型中提出11/6≈1.83竞争比的算法,在更新预先已知的增量模型中提出1.5竞争比的算法并给出匹配下界。
2026-08-26 cs.DS
Online Covering with Maximum Delay under Subadditive Service Costs
Southern University of Science and Technology(南方科技大学)
该论文研究具有最大等待时间的在线覆盖问题,证明单调子可加性足以达到最优竞争比,提出确定性ρ+1和随机1/(1-e^{-1/ρ})的算法,并给出精确批处理的常数2和e/(e-1),通过加权顶点覆盖展示与子模性的分离。
2026-09-29 cs.DS
Matroid Online Bipartite Matching and Vertex Cover
Adwords和在线二分匹配问题在过去的十年中重新受到关注,因为它们与互联网广告有关。除其他外,我们的社区还贡献了新的模型(特别是随机模型)和对经典公式的扩展,以解决实际需要中出现的问题。在本文中,我们提出了一个新的推广的基础上拟阵,并表明,许多以前的结果扩展到这个更一般的设置。由于拟阵丰富的结构和表达能力,我们的新设置是潜在的兴趣在理论和实践中。在经典版本的问题中,离线侧的二分图是已知的,而从在线侧的顶点到达一个时间与他们的事件边。我们的目标是保持一个体面的近似匹配,没有边缘可以删除。我们的推广,称为拟阵在线二分匹配,还要求匹配的离线顶点集是独立的,在一个给定的拟阵。特别地,分区拟阵的情况对应于每个广告商以固定的总预算管理多个广告的自然场景。我们的算法达到了相同的性能,考虑的问题,这往往是可证明的最好的可能的经典版本。我们提出了$1-1/e$ -竞争算法的小出价假设下的拟阵在线二分匹配,以及$1-1/e$ -竞争算法的拟阵在线二分匹配的随机到达模型。我们的研究结果的一个关键技术成分是一个精心设计的原始对偶注水过程,适应拟阵约束。这是受到我们最近在线二分顶点覆盖收费方案的扩展的启发。
2016-06-25 cs.DS
Online Bin Covering with Frequency Predictions
该研究针对在线离散装箱覆盖问题,提出带频率预测的近优在线算法与鲁棒权衡算法,还基于PAC学习提出随机场景下高概率近优的纯在线算法。
2024-01-26 cs.DS
The Online Min-Sum Set Cover Problem
我们认为在线最小和集覆盖(MSSC),一个自然的和有趣的推广的经典列表更新问题。在在线MSSC中,算法基于到达在线的子集$S_1, S_2, \ldots$来维护$n$元素的置换。该算法在每个集合$S_t$到达时使用其当前置换$π_{t}$来服务于该集合,导致等于$S_t$的第一元素在$π_{t}$中的位置的访问成本。然后,该算法可以将其置换更新为$π_{t+1}$,导致等于$π_{t}$到$π_{t+1}$的肯德尔τ距离的移动成本。目标是最小化服务整个序列的总访问和移动成本。我们考虑$r$ -统一版本,其中每个$S_t$具有基数$r$。列表更新是$r = 1$ .我们获得严格的界限上的竞争比确定性的在线算法MSSC对一个静态的对手,服务于整个序列由一个单一的排列。首先,我们给出了$(r+1)(1-\frac{r}{n+1})$关于竞争比的一个下界.然后,我们考虑几个自然的推广成功的列表更新算法,并表明他们未能实现任何有趣的竞争保证。在积极的一面,我们得到了一个$O(r)$ -竞争的确定性算法,使用在线学习和乘法权重更新(MWU)算法的想法。此外,我们认为有效的算法。我们提出了一个无记忆的在线算法,称为移动所有平等,这是受到双重覆盖算法的$k$服务器问题。证明了它的竞争比为$Ω(r^2)$和$2^{O(\sqrt{\log n \cdot \log r})}$,并推测它是$f(r)…
2022-06-29 cs.DS
Online Drone Coverage of Targets on a Line
Slovak Academy of Sciences(斯洛伐克科学院);Toronto Metropolitan University(多伦多都会大学);Carleton University(卡尔顿大学);Wesleyan University(卫斯理安大学);Concordia University(康考迪亚大学);Rutgers University(罗格斯大学)
研究无人机在线覆盖线状目标的问题,提出三种算法,针对不同视角角度α优化轨迹长度,证明竞争比上界,并给出α=π/4时的下界。
2026-04-02 cs.DS
Online Load Balancing on Unrelated Machines with Startup Costs
受数据中心节能调度应用的启发,Khuller,Li和Saha引入了{ \em机器激活}问题,作为不相关机器上的集合覆盖和负载均衡的经典优化问题的推广。在这个问题中,一组$n$作业必须在一组$m$(不相关)机器之间分配,给定每个作业在每台机器上的处理时间,其中每台机器都有启动成本。目标是在最大完工时间上满足$\bf L$约束条件下,使总启动费用最小。虽然Khuller { \em et al}考虑了这个问题的离线版本,但调度中的一个典型场景是作业在线到达,并且必须在到达时立即分配给机器。我们给出了一个$(O(\log (mn)\log m), O(\log m))$ -竞争随机在线算法,即我们的算法产生的时间表有一个$O({\bf L} \log m)$的最大完工时间的概率很高,和总的期望启动成本的$O(\log (mn)\log m)$倍的最佳离线时间表的最大完工时间$\bf L$ .我们的算法的竞争比(几乎)最优。我们的算法使用的在线原始对偶框架介绍了阿隆{ \em等}的在线集覆盖问题,随后进一步发展的Buchbinder,Naor,和合著者。据我们所知,所有以前的应用程序,这个框架已经线性规划(LP)包装或覆盖约束。我们的应用程序的一个新颖之处是,我们使用这个框架的混合LP,既有覆盖和包装的限制。我们希望本文开发的同时处理填充和覆盖约束的算法技术也有助于解决其他在线优化问题。
2012-03-20 cs.DS
Admission Control to Minimize Rejections and Online Set Cover with Repetitions
我们研究一般网络中的接纳控制问题。通信请求随着时间的推移而到达,在线算法接受或拒绝每个请求,同时保持网络的容量限制。准入控制问题通常被分析为一个效益问题,其目标是设计一个在线算法,以接受最大数量的请求。该目标函数的问题在于,即使具有最佳竞争比的算法也可能拒绝几乎所有请求,而实际上只能拒绝少数请求。这可能不适用于拒绝是罕见事件的情况。在本文中,我们考虑抢占式的在线算法,其目标是最大限度地减少拒绝请求的数量。每个请求到达一起的路径,它应该被routedon. We示出了一个$O(\log^2 (mc))$的竞争随机算法的加权情况下,其中$m$是在图中的边缘的数量和$c$是最大的边缘容量。对于未加权的情形,我们给出了一个$O(\log m \log c)$ -竞争随机算法.这解决了Blum、Kalai和Kleinberg在\cite{BlKaKl01}中提出的一个未决问题。我们注意到,允许抢占和处理具有给定路径的请求对于避免平凡的下限是必不可少的。
2008-03-19 cs.DS
A Tight $\widetilde Ω(\sqrt{m})$ Information-Theoretic Lower Bound for Randomized Online Set Cover
MIT(麻省理工学院);Technion(以色列理工学院)
本文证明信息论随机化在线集合覆盖的紧致 $\Omega(\sqrt{m})$ 下界,表明即使计算无限,随机化也无法达到 $O(\log m)$ 竞争比,并推广到随机顺序模型和内存受限情形。
2026-09-14 cs.DS
MOO: A Methodology for Online Optimization through Mining the Offline Optimum
港口、仓库和快递服务必须在线决定如何为到达的任务提供服务,以使成本最小化(或利润最大化)。这些操作员拥有大量关于任务分配的历史数据;这些数据是否可以被挖掘为有助于决策的知识或规则?MOO是数据采掘在在线优化中的一种新的应用。这个想法是挖掘(记录)专家决策或离线最佳规则,可用于在线决策。它需要很少的知识的任务分配和成本结构,并适用于广泛的问题。本文提出了一种可行性研究的方法,著名的k-服务器问题。合成数据的实验表明,优化可以重铸的最佳决策的分类,由此产生的启发式可以实现最佳的强请求模式,始终优于其他启发式的弱模式,是强大的,尽管成本模型的变化。
2000-03-22 cs.DS cs.LG
Learning-Augmented Online Minimization with Dual Predictions
University of California, Berkeley(加州大学伯克利分校)
针对度量任务系统和层状集合覆盖两类在线最小化问题,提出利用对偶线性规划最优解的机器学习预测来改进理论保证的学习增强算法。
2026-06-03 cs.DS cs.LG
Double Coverage with Machine-Learned Advice
University of Bremen(不来梅大学);CNRS(法国国家科学研究中心)
我们研究了基本的在线k-服务器的学习增强设置的问题。虽然在传统的在线模型中,算法没有关于请求序列的信息,但我们假设对算法的决策给出了一些建议(例如机器学习的预测)。然而,预测的质量没有保证,它可能远非正确。我们的主要结果是用于在线k服务器的众所周知的双重覆盖算法的学习增强变体(Chrobak等人,SIDMA 1991),其中我们将预测以及我们的信任融入其质量。我们给出了一个误差相关的竞争比,这是一个用户定义的置信度参数的函数,并在最佳一致性,所有预测都是正确的情况下的性能,以及最好的鲁棒性之间平滑地插值,而不管预测质量如何。当给出良好的预测时,我们在没有建议的情况下改进了在线算法的已知下限。我们进一步表明,我们的算法实现了任何k几乎最佳的一致性鲁棒性权衡,一类确定性算法尊重本地和无记忆的属性。我们的算法优于以前提出的(更一般)学习增强算法。值得注意的是,以前的算法严重利用内存,而我们的算法是无记忆的。最后,我们在实验中证明了我们的算法的实用性和优越的性能对现实世界的数据。
2021-11-16 cs.DS cs.LG
A Constant-Factor Approximation Algorithm for Online Coverage Path Planning with Energy Constraint
University of North Florida(北佛罗里达大学);Kent State University(肯特州立大学)
在本文中,我们研究的覆盖规划问题的移动机器人与有限的能源预算。机器人的目标是覆盖环境中的每个点,同时最小化行进路径长度。机器人最初对环境是未知的。因此,在探测过程中需要避开飞行环境中的障碍物。由于机器人具有特定的能量预算,它可能无法在一次遍历中覆盖整个环境。相反,它将需要定期访问静态充电站,以便为其充电。为了解决上述问题,我们提出了一个预算的深度优先搜索(DFS)为基础的探索策略,帮助机器人覆盖任何未知的平面环境,同时边界的最大路径长度的最短路径长度的常数因子。我们的$O(1)$ -近似保证推进了这个问题的对数近似的最先进的。仿真结果表明,该算法在所有凹凸障碍物环境中的行进路径长度和运行时间均优于现有的最新算法.
2019-06-27 cs.DS cs.RO
The Batched Set Cover Problem
我们介绍了批集覆盖问题,这是一个推广的在线集覆盖问题。在这个问题中,需要覆盖的基集元素是成批到达的。我们的主要技术贡献是一个严格的$Ω(H_{m - 2^z + 1})$下限的竞争比的任何分数批算法给定的对手,需要生产批次的VC维至少$z$,一些$z \in \mathbb{N}^0$。对对手的这种限制是由以下事实激发的:在一些现实世界的应用中,在收集了非平凡VC维度的数据批次之后做出决策。特别是,共乘系统依赖于批量分配的行程请求的车辆,和一些相关的问题,如乘客上下车的最佳聚集点,可以建模为VC维大于或等于2的批量集合覆盖问题。此外,我们注意到,虽然任何在线算法都可以通过人工排序批处理中的元素来解决批处理集合覆盖问题,但该过程可能会忽略在批处理元素与包含它们的集合之间的复杂交互中编码的丰富信息。因此,我们对[8]中的在线算法提出了一个微小的修改,以获得一个试图利用这些信息的算法。不幸的是,我们无法以反映这种直觉的方式改进其分析。然而,我们提出了计算实验,提供了竞争比恒定因素改善的经验证据。据我们所知,我们是第一个在在线(批量)覆盖问题的背景下使用VC维的。
2018-11-27 cs.DS
A New Lower Bound for Online Vertex Cover under Vertex Arrivals
该研究针对顶点到达下的在线顶点覆盖问题,将Wang和Wong的构造扩展后证明了新的竞争比下界约为1.824,改进了此前的约1.753下界,还验证了该下界是递推式的精确极限。
2026-08-11 cs.DS cs.GT math.OC
An Improved Deterministic Algorithm for the Online Min-Sum Set Cover Problem
针对在线最小和集合覆盖(MSSC)问题,提出了首个竞争比不依赖元素数量 $n$ 的构造性确定性算法,其 $O(r^2)$ 竞争比优于已有上界,并在与最佳固定排列比较时达到渐近最优。
2023-06-30 cs.DS
Fast Algorithms for Online Stochastic Convex Programming
Microsoft Research(微软研究院)
我们介绍了在线随机凸规划(CP)问题,一个非常一般的版本的随机在线问题,允许任意凹目标和凸可行性约束。在线随机包装与覆盖、在线随机匹配等问题是在线随机CP的一个特例。我们提出了快速算法,这些问题,实现了近最佳的遗憾保证的i.i.d.以及随机输入的随机置换模型。当应用到特殊情况下的在线包装,我们的想法产生一个更简单,更快的原始-对偶算法,这个研究问题,实现了最佳的竞争比。我们的技术明确的连接原始-对偶范式和在线学习在线随机CP。
2014-10-28 cs.DS cs.LG math.OC
Approximation Algorithms for Online Weighted Rank Function Maximization under Matroid Constraints
考虑以下在线版本的拟阵约束下的次模最大化问题:我们给定一组元素,在其上定义拟阵。我们的目标是逐步选择一个子集,保持独立的拟阵随着时间的推移。在每一次,一个新的加权秩函数的不同拟阵(一次一个)在相同的元素,该算法可以添加一些元素的增量构造的集合,并获得奖励等于新的加权秩函数的值在当前集。该算法在线构建这个独立集时的目标是最大化这些(加权排名)奖励的总和。在常规的在线分析中,我们将在线算法的奖励与离线最优算法的奖励进行比较,离线最优算法即最大化随着时间推移到达的加权等级奖励之和的拟阵的单个独立集。这个问题是一个自然的延伸,两个良好的研究流的早期工作:第一个是在线集覆盖算法(特别是最大覆盖版本),而第二个是近似最大化次模函数下的拟阵约束。在本文中,我们提出了第一个随机在线算法,这个问题的多对数竞争比。要做到这一点,我们采用LP制定的规模奖励版本的问题。然后,我们扩展了加权多数类型的更新规则,以及紧集的不交叉性质的拟阵多面体找到一个近似最优的分数LP解决方案。我们使用分数解值作为在线随机舍入算法的概率。为了表明我们的舍入产生足够大的奖励独立集,我们证明并使用新的覆盖性质随机舍入分数的解决方案,在拟阵多面体,可能是独立的利益。
2012-05-07 cs.DS
On Approximate Fully-Dynamic Matching and Online Matrix-Vector Multiplication
本文建立全动态近似匹配/顶点覆盖与 OMv 猜想的等价困难性联系,并借助快速 OMv 和矩阵乘法给出在线及离线更优更新算法。
2024-03-05 cs.DS
Online learning for min-max discrete problems
Sorbonne Université(索邦大学);CNRS(法国国家科学研究中心);National Technical University of Athens(雅典国立技术大学)
我们在一个在线学习框架下研究了各种离散非线性组合优化问题。在第一部分,我们解决的问题,是否有负面的结果表明,得到一个消失(甚至消失近似)的遗憾是计算困难的。我们提供了一个一般的减少表明,许多(最小-最大)多项式时间可解的问题不仅没有消失的遗憾,但也没有消失近似$α$ -遗憾,一些$α$(除非$NP=BPP$)。然后,我们专注于一个特定的最小-最大问题,最小-最大版本的顶点覆盖问题,这是可解的多项式时间在离线的情况下。前面的约简证明了不存在$(2-ε)$ -后悔在线算法,除非Unique Game在$BPP$中;我们证明了匹配上界,提供了基于在线梯度下降方法的在线算法。然后,我们把注意力转向在线学习算法,该算法基于离线优化预言,给定一组问题的实例,能够计算最优静态解。我们表明,对于不同的非线性离散优化问题,它是强$NP$ -难以解决的离线优化预言,即使是在静态情况下(例如,最小-最大顶点覆盖,最小-最大完美匹配等),可以解决的问题,在多项式时间。在积极的一面,我们提出了一个在线算法与消失的遗憾,是基于以下的扰动领导算法的广义背包问题。
2020-06-23 cs.DM cs.DS cs.LG
Online Disjoint Spanning Trees and Polymatroid Bases
针对在线到达的边,研究多拟阵基打包问题,提出基于多拟阵商的随机算法,实现多对数竞争比,并推广至在线不相交生成树等场景。
2025-03-25 cs.DS
Weighted Online Problems with Advice
最近,第一个在线复杂性类AOC被引入。这个类包含许多在线问题,每个请求必须被接受或拒绝,目标是最小化或最大化接受的请求的数量,同时保持一个可行的解决方案。所有AOC完备问题(包括独立集、顶点覆盖、支配集和集合覆盖)本质上具有相同的建议复杂度。在本文中,我们研究了AOC中问题的加权版本,即,每个请求都有一个权重,目的是最小化或最大化所接受请求的总权重。与未加权的版本相比,我们表明,在完整的最小化和最大化问题的建议复杂性有显着差异。我们还表明,我们的算法技术处理加权请求可以扩展到工作的非完整AOC问题,如最大匹配(给出更好的结果比一般AOC结果),甚至非AOC问题,如调度。
2017-08-14 cs.DS
Competitive-Ratio Approximation Schemes for Minimizing the Makespan in the Online-List Model
我们考虑在线调度多台机器上的工作到达一个接一个的目标是最小化的最大完工时间。对于任何数量的相同的并行或一致相关的机器,我们提供了一个竞争比近似方案,计算一个在线算法的竞争比是任意接近最好的竞争比。我们还确定该值达到任何所需的精度。这是竞争比近似方案在在线列表模型中的首次应用。结果证明了该概念在不同在线模型中的适用性。我们希望它能促进对其他在线问题的进一步研究。
2013-03-08 cs.DS
Comparing the Hardness of Online Minimization and Maximization Problems with Predictions
IBA International Business Academy(IBA国际商业学院)
本文比较了在线最小化和最大化问题的竞争性,并展示了不同在线最大化问题之间的难度归约,揭示了复杂性类的新结果。
2026-02-23 cs.DS
Improved Algorithms for Online Rent Minimization Problem Under Unit-Size Jobs
针对在线租借最小化问题,本文提出一种基于预言机的在线算法框架,在单位规模作业假设下将竞争比从约15.16显著改进至6。
2023-06-29 cs.DS
A Learning Perspective on Random-Order Covering Problems
New York University(纽约大学);Microsoft Research – Redmond(微软研究院雷德蒙德分部);PUC-Rio(巴西天主教大学里约热内卢分校);Sapienza University of Rome(罗马智慧大学)
本文建立了随机顺序集合覆盖与随机镜像下降/在线凸优化之间的具体联系,利用遗憾界转化为竞争比的方法,将结果扩展到覆盖整数规划、集合多重覆盖和非度量设施定位,简化了 LearnOrCover 框架的证明。
2025-11-10 cs.DS
Probabilistic Analysis of the Dual Next-Fit Algorithm for Bin Covering
在箱子覆盖问题中,目标是用给定的一组不同大小的物品填充尽可能多的箱子,直到达到某个最小水平。在线变体,其中物品一个接一个地到达,并且必须在它们到达时立即打包,而不知道未来的物品,已经在文献中被广泛研究。我们研究了最简单的在线算法Dual Next-Fit,它将所有到达的物品打包到同一个箱子中,直到它被填满,然后以同样的方式继续下一个箱子。该算法与其他任何合理的在线算法的竞争比是$1/2$。我们在概率设置中研究了Dual Next-Fit,其中项目大小是独立同分布选择的。根据一个离散分布,我们证明了,对于每个分布,其预期的竞争比至少是$1/2+ε$的常数$ε>0$独立的分布。我们还证明了一个上界的$2/3$和更好的下界的某些限制类的分布。最后,我们证明了预期的竞争比等于,对于一个大类的分布,随机顺序比,这是预期的竞争比时,adversarially选择的项目到达均匀随机顺序。
2015-12-15 cs.DS
Online Algorithms with Advice for Bin Packing and Scheduling Problems
我们考虑在线计算的设置与建议,并研究装箱问题和一些调度问题。我们表明,这是可能的,对于任何这些问题,任意接近$1$的竞争比,只有一个常数的位的建议,每个请求。对于装箱问题,我们给出了一个在线算法的意见,是$(1+\varepsilon)$竞争,并使用$O\left(\frac{1}{\varepsilon}\log \frac{1}{\varepsilon} \right)$位的意见,每个请求。对于$m$全同机排序问题,以最大完工时间、机器覆盖和最小化$\ell_p$范数$p >1$为目标函数,也得到了类似的结果.我们给在线算法的意见,这是$(1+\varepsilon)$竞争($(1/(1-\varepsilon))$ -竞争机器覆盖),也使用$O\left(\frac{1}{\varepsilon}\log \frac{1}{\varepsilon} \right)$位的意见,每个请求。我们补充我们的结果给出了一个下界显示,任何在线算法的意见是最佳的,对于任何上述调度问题,一个非常数的数量(即至少$\left(1 - \frac{2m}{n}\right)\log m$,其中$n$是工作的数量和$m$是机器的数量)位的意见,每个请求是必要的。
2015-08-05 cs.DS
Online Matrix Factorization, Online Private Query Release, and Online Discrepancy Minimization
University of Toronto(多伦多大学);Northeastern University(东北大学)
本文研究了几个相关的在线计算问题,提出在线矩阵分解算法在不预先知道所有查询的情况下,可实现与离线方法相当的误差界,同时改进了在线偏差最小化算法。
2026-05-08 cs.DS
Algorithms for Efficient, Compact Online Data Stream Curation
本文研究在线数据流的时间代表性档案维护问题,提出五种无状态 stream curation 算法,覆盖 $\mathcal{O}(n)$、$\mathcal{O}(\log n)$ 和 $\mathcal{O}(1)$ 存储增长,并支持均匀或偏近期的时间覆盖。
2024-03-01 cs.DS
How the Experts Algorithm Can Help Solve LPs Online
考虑了约束矩阵的列按随机顺序排列时,线性规划问题的在线求解问题。这个问题已经引起了广泛的关注,主要焦点是弄清楚LP的右手边必须有多大(与约束左手边的条目相比)才能允许$(1+ε)$ -在线近似。已知右侧必须是左侧的$Ω(ε^{-2} \log m)$倍,其中$m$是约束的数量。在本文中,我们给出了一个原始-对偶算法,实现这一界的混合包装/覆盖LP。我们的算法使用后悔最小化在线学习算法在黑盒的方式构建对偶解,并使用它们来构建原始解。对构造的模型成立的对抗性保证帮助我们处理算法中出现的大多数相关性;其余的相关性通过鞅集中和最大不等式处理。这些想法导致概念上简单和模块化的算法,我们希望这将是有用的,在其他情况下。
2015-11-26 cs.DS math.OC
Online Directed Spanners and Steiner Forests
本文首次研究有向稀疏化子图和Steiner森林的在线算法,基于在线覆盖线性规划框架提出多个高效竞争算法,并给出问题特定的舍入方法。
2023-07-04 cs.DM cs.DS
Online Primal-Dual Algorithms with Configuration Linear Programs
非线性目标函数,特别是凸目标函数,近年来得到了广泛的研究,其中的方法非常依赖于成本函数的凸性。在本文中,我们提出了基于配置线性规划的原始-对偶方法来设计具有任意增长目标的竞争在线算法。这种方法特别适用于在线设置中的非线性(非凸)目标。首先,我们提出了一个简单的贪心算法的一般成本最小化问题。该算法的竞争比的特点是一个概念,称为平滑,这是由一个类似的概念,在算法博弈论的上下文中的启发。该算法给出了最佳的(一个常数因子)竞争比,同时适用于不同的情况下,如网络路由,矢量调度,节能调度和非凸设施位置。其次,我们考虑非凸目标的在线$0-1$覆盖问题。从配置LP的原始-对偶框架的弹性思想的基础上,我们得到了这些问题的竞争算法。我们的结果推广了最近由Azar等人开发的在线原始-对偶算法。用于具有单调梯度的凸目标到非凸目标。竞争比现在被一个新的概念所表征,称为局部光滑性-一个受光滑性启发的概念。我们的算法对$\ell_{k}$ -范数之和等目标给出了严格的竞争比,并对覆盖约束下的子模极小化和一些自然非凸极小化问题给出了竞争解.
2017-08-16 cs.DM cs.DS