An Improved Greedy Algorithm for Stochastic Online Scheduling on Unrelated Machines
大多数实际调度应用都涉及到工件到达时间和长度的不确定性。随机在线调度是一个完善的模型捕捉这一点。在这里,到达发生在线,而处理时间是随机的。对于这个模型,Gupta,Moseley,Uetz和Xie最近设计了一种有效的策略,用于不相关机器上的非抢占式调度,目标是最小化期望的总加权完成时间。我们巧妙地结合贪婪作业分配与$α_j$ -点调度在每台机器上改进了这一政策。通过这种方式,我们得到了一个$(3+\sqrt 5)(2+Δ)$ -竞争的确定性和$(8+4Δ)$ -竞争的随机在线调度策略,其中$Δ$是一个上界上的处理时间的变异系数的平方。我们也给这些政策的所有固定分配政策的类内的恒定性能保证。当已知$Δ$的上界或已知某些$δ\ge 1$的处理时间为$δ$-NBUE时,单机上的$α_j$ -点调度可以得到改进.这意味着提高竞争力的比率无关的机器,但也可能是独立的利益。
2022-12-18 cs.DS
Online Vertex Cover and Matching: Beating the Greedy Algorithm
在本文中,我们明确地研究了在线顶点覆盖问题,这是一个很好的研究滑雪租赁问题的自然推广。在在线顶点覆盖问题中,我们需要在一个顶点在线到达的图中保持单调的顶点覆盖。当一个顶点到达时,所有与先前到达的顶点相关的边都被显示给算法。对于左顶点离线的二分图(即所有左顶点在任何右顶点之前首先到达),存在实现$\frac{1}{1-1/e}\approx 1.582$的最优竞争比的算法。我们的第一个结果是一个新的最佳注水算法这种情况下。我们的结果的一个主要成分是一个新的收费为基础的分析,它可以推广到攻击一般图的分数顶点覆盖问题的在线。本文的主要贡献是1.901-竞争算法这个问题。当底层图是二分图时,我们的分数解可以四舍五入为整数解。换句话说,我们可以得到一个顶点覆盖的期望大小最多为1.901的最佳顶点覆盖在二分图。下一个主要的结果是我们的算法的原始-对偶分析在线分数顶点覆盖问题的一般图,这意味着一个0.526-竞争算法的对偶结果在线分数匹配一般图。注意,这两个问题都采用了著名的2-竞争贪心算法。本文的结果是第一次成功地尝试击败这两个问题的贪心算法。在硬度方面,我们表明,没有随机在线算法可以实现一个竞争比分别优于1.753和0.625的分数顶点覆盖问题和分数匹配问题,即使是二分图。
2013-05-08 cs.DS
The Greedy Algorithm is \emph{not} Optimal for On-Line Edge Coloring
近三十年前,Bar-Noy,Motwani和Naor证明了没有在线边着色算法可以最佳地对图进行边着色。事实上,他们的工作,题为“贪心算法是最佳的在线边缘着色”,表明竞争比的$2$的天真贪心算法是最好的在线。然而,他们的下界需要有界度图,最大程度的$Δ= O(\log n)$,这促使他们推测,更好的界限是可能的更高程度的图。虽然已经取得了进展,解决这个猜想的限制输入和到达或随机到达的订单,一个答案完全一般的\emph{adversarial}到达仍然难以捉摸。我们解决了这个30岁的猜想在肯定的,提出了一个$(1.9+o(1))$ -竞争在线边着色算法下的顶点到达度$Δ= ω(\log n)$一般图。在我们的研究结果的核心,并可能独立的兴趣,是一个新的在线算法,四舍五入的分数二分匹配$x$在线下的顶点到达,保证每个边缘$e$匹配概率$(1/2+c)\cdot x_e$,一个常数$c>0.027$。
2021-05-14 cs.DS
Online and Offline Greedy Algorithms for Routing with Switching Costs
受大规模数据中心中高速电路交换机使用的启发,我们考虑电路交换机调度问题。在这个问题中,我们给出了成对服务器之间的需求,目标是在每个时间步调度服务器之间的匹配,同时最大化总的满足需求。这个调度问题的关键在于,一旦从一个匹配转移到不同的匹配,就会引起固定的延迟$δ$,在此期间不能发送数据。对于离线版本的问题,我们提出了一个$(1-\frac{1}{e}-ε)$近似比(任何常数$ε>0$)。由于自然的线性规划松弛的问题有一个无界的完整性差距,我们采用了一种混合的方法,结合组合贪婪与随机舍入的不同合适的线性规划。对于在线版本的问题,我们提出了一个(双标准)的$ ((e-1)/(2e-1)-ε)$竞争比(任何恒定的$ε>0$),超过时间的附加因子$O(\fracδε)$。我们注意到,没有单一标准的在线算法是可能的。令人惊讶的是,我们通过将在线版本减少到离线版本来获得结果。
2019-05-07 cs.DS
Exact and Asymptotic Analysis of Greedy Online Facility Assignment on Cycle Metrics
American International University-Bangladesh(孟加拉国美国国际大学)
该研究针对周长为n的循环设施分配场景,利用离散加性凝聚与Cayley树表示推导了贪心在线分配的精确与渐近成本公式,还得到成本比上界及不同设施数下的贪心算法性能。
2026-10-14 cs.DS
Online Matching in Sparse Random Graphs: Non-Asymptotic Performances of Greedy Algorithm
受顺序预算分配问题的启发,我们研究了顶点之间的连接不是i.i.d.的在线匹配问题,但它们有固定的度分布--所谓的配置模型。我们估计竞争比的最简单的算法,贪婪,通过近似一些相关的随机离散过程,其连续的同行,这是一个显式系统的偏微分方程的解决方案。这种技术给出了精确的估计误差的界限,随着问题大小的增加,具有任意高的概率。特别是,它允许不同的配置模型之间的正式比较。我们还证明,相当令人惊讶的是,贪婪可以有更好的性能保证比排名,另一个著名的在线匹配算法,通常优于前者。
2021-07-02 cs.DS stat.ML
Simple and Optimal Greedy Online Contention Resolution Schemes
在组合优化的视角下,广告分配和匹配等现实问题得到了广泛的研究。在一些应用中,输入的不确定性自然出现,这导致了对此类问题的在线随机优化模型的研究。对于离线情况,这些约束组合优化问题已被广泛研究,Chekuri,Vondrák和Zenklusen引入的竞争解决方案(CRS)近年来已成为获得解决方案的一般框架。CRS背后的想法是首先获得目标的(连续)松弛的分数解,然后将分数解舍入为整数解。当舍入的顺序由对手控制时,可以使用在线竞争解决方案(OCRS),并已成功应用于先知不等式和随机探测等设置。在这项工作中,我们专注于贪婪的OCRS,它提供了对最强大的对手,一个全能的对手的保证。直观地说,贪婪的OCRS必须在在线流程开始之前做出所有决策。我们提出了简单的$1/e$可选择的贪婪OCRS的单项设置,分区拟阵和横截拟阵,这改善了以前的国家的最先进的贪婪OCRS这些约束。我们还表明,我们的贪婪OCRS是最佳的,即使是简单的单项目的情况下。
2022-09-22 cs.DS cs.GT
A greedy approximation algorithm for the minimum (2,2)-connected dominating set problem
利用连通支配集(CDS)作为无线传感器网络(WSN)的虚拟骨干网是一种有效的节能和降低广播风暴影响的方法。由于节点可能由于意外损坏或能量耗尽而失效,因此期望虚拟骨干是容错的。这可以被建模为k-连通的m重支配集((k,m)-CDS)。给定一个虚无向网络G=(V,E),如果(i)G[C],由C导出的G的子图是k-连通的,且(ii)V中的每个节点\C在C中至少有m个邻居,则子集C \subset V是G的(k,m)-CDS.我们提出了一个计算(2,2)-CDS的两阶段贪心算法,该算法的渐近逼近因子为$(3+\ln(Δ+2))$,其中$Δ$是G的最大度.该结果改进了针对该问题的$(4+\lnΔ+2\ln(2+\lnΔ))$的先前最佳已知性能因子。
2017-05-26 cs.DS
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
Expected Cost of Greedy Online Facility Assignment on Regular Polygons (v3)
American International University-Bangladesh(孟加拉国美国国际大学)
研究正则多边形上贪心在线设施分配的预期成本,利用对称性减少动态规划和蒙特卡洛模拟验证理论结果。
2026-01-31 cs.DS
Ultimate greedy approximation of independent sets in subcubic graphs
研究了有界度图的最大独立集问题的可逼近性。这是一个最经典和广泛研究的NP-难优化问题。我们专注于著名的最小度贪心算法为这个问题。该算法迭代地选择图中的最小度顶点,将其添加到解决方案中并删除其邻居,直到剩余的图为空。该算法的近似比已经得到了广泛的研究,其中增加了一个建议,告诉贪婪的最小度顶点选择,如果它不是唯一的。我们的主要贡献是一个新的数学理论,设计这样的贪心算法有效地可计算的意见,并分析其近似比。利用这一新的理论,我们得到了最大度为3的图的贪婪的最终逼近比为5/4,从而完全解决了Halldorsson和Yoshihara(1995)的公开问题.我们的算法是目前已知的最快的算法,这种近似比在这样的图。我们应用我们的新算法的最小顶点覆盖问题的最大度为3,以获得一个大大加快6/5-近似算法比目前已知的。我们补充我们的积极的,上界的结果与负,下界的结果证明,设计好的建议贪婪的问题是计算困难,甚至难以近似的各类图。这些结果显著改善了这种先前已知的硬度结果。此外,这些结果表明,获得上界结果的设计和分析贪婪的建议是不平凡的。
2020-01-31 cs.DS
Upper Bounds for Maximally Greedy Binary Search Trees
在SODA 2009上,Demaine等人提出了二叉搜索树(BST)和平面上点的子集之间的新连接。这种联系是由Derryberry等人独立发现的。作为他们结果的一部分,Demaine等人考虑了GreedyFuture,一种离线BST算法,它可以greetly重新排列搜索路径,以最小化未来搜索的成本。他们证明了GreedyFuture实际上是一个几何视图中的在线算法,并且有一种方法可以将GreedyFuture变成一个在线BST算法,而总搜索成本只增加一个常数因子。Demaine等人证明了该算法是动态最优的,但在他们的论文中没有给出上界。我们证明了第一个非平凡的上界的搜索操作的成本使用GreedyFuture,包括给一个访问引理,发现在Sleator和Tarjan的经典论文splay树。
2011-04-29 cs.DS
A Unified Approach to Online Allocation Algorithms via Randomized Dual Fitting
我们提出了一个统一的框架,设计和分析在线预算分配问题(包括在线匹配)及其推广,在线广义分配问题(OnGAP)的算法。这些问题已被深入研究的模型如何分配的印象在线广告。与以前在线预算分配算法的分析相反,(所谓的“平衡”或“注水”算法族)我们的分析基于随机对偶拟合的方法,类似于最近的分析的排名算法在线匹配由于Devanur等人。我们的主要贡献是提供一个统一的证明方法,同时推导出最佳的竞争比界限,在线匹配和在线部分预算分配。相同的证明方法也提供了$(1-1/e)$竞争比界的贪心算法的两个问题,在随机顺序到达模型,这简化了贪婪的在线分配算法与随机顺序到达的现有分析,同时也加强他们适用于一个更大的家庭的贪心算法。最后,对于更一般的OnGAP问题,我们表明,没有算法可以是恒定的竞争力,而是我们提出了一个算法,其竞争力的比例取决于数学上的某个参数的问题的实例,我们表明,这种依赖不能得到改善。
2013-08-25 cs.DS
Greedy Minimum-Energy Scheduling
研究带关机机制的多处理器节能调度问题,将单处理器的贪心Left-to-Right算法推广至多处理器,证明能量成本上界为2OPT+P,运行时间为O(nf log d)。
2023-07-03 cs.DS
A performance study of some approximation algorithms for minimum dominating set in a graph
我们实现并测试了几个近似算法的性能计算图的最小支配集。这些算法分别是标准的贪心算法、近年来的LP舍入算法以及我们将贪婪算法和LP舍入算法结合起来设计的一种混合算法。所有算法在理论分析中的表现都比预期的要好,并且具有小的性能比,测量为输出的大小除以LP目标下限。然而,每一个都可能比其他人有优势。例如,LP舍入算法通常优于稀疏现实世界图的其他算法。在具有400,000+顶点的图上,LP舍入花费不到15秒的CPU时间来生成性能比为1.011的解决方案,而贪婪算法和混合算法在类似的时间内生成性能比为1.12的解决方案。对于合成图,混合算法通常优于其他算法,而对于超立方体和k-Queens图,贪婪算法优于其他算法。混合算法的另一个优点是解决LP求解器崩溃的非常大的问题,如在具有770万个顶点的真实世界图上所示。
2020-09-10 cs.DS
A Tighter Approximation Guarantee for Greedy Minimum Entropy Coupling
我们研究最小熵耦合问题,其中必须找到最小熵变量,具有一组给定的分布$S = \{p_1, \dots, p_m \}$作为其边缘。虽然这个问题是NP难的,以前的作品提出了不同的近似保证算法。在本文中,我们证明了贪婪耦合算法[Kocaoglu等人,AAAI'17]总是在最小熵耦合的$\log_2(e)$($\approx 1.44$)位内。在这样做时,我们表明,贪婪耦合的熵的上限由$H\left(\bigwedge S \right) + \log_2(e)$。这改进了在最佳值内$2$比特的先前最佳已知近似保证[Li,IEEE Trans.Inf.Theory ′ 21]。此外,我们证明了我们的分析是严格的,证明了没有算法的熵是上限的$H\left(\bigwedge S \right) + c$为任何常数$c<\log_2(e)$。此外,我们研究了一类特殊的情况下,贪婪耦合算法是完全最优的。
2022-03-10 cs.DS cs.IT math.IT
Online Weighted Matching with a Sample
研究了二部图中边到达和边到达情况下的边加权匹配算法。这个算法最早是由Korula和Pál在十多年前针对随机序模型中的二分情形进行研究的。虽然加权二分匹配问题在随机顺序模型中得到了解决,但在最近令人兴奋的在线模型中并非如此,在这些模型中,在线玩家被提供了样本,并且到达顺序是对抗性的。基于贪婪的算法可以说是应用于这些模型中最自然和最实用的算法。尽管它的简单性和吸引力,尽管在多个作品中进行了研究,但基于贪婪的算法在任何研究的在线模型中都没有完全理解,其实际性能在十多年内仍然是一个悬而未决的问题。我们提供了一个基于贪婪的算法在几个在线模型进行了深入的分析。对于二分图中的顶点到达,我们描述了该算法在随机顺序模型中的精确竞争比,对于采样阶段之后的顶点的任何到达顺序(特别是对抗和随机顺序)。我们用它来获得严格的分析,在最近的对抗顺序模型的样本(AOS模型)的任何样本大小,提供了第一个结果,在这个模型中超出了简单的秘书问题。然后,我们推广和加强了将随机序模型中的结果转化为单样本预言不等式的黑箱方法,并利用它导出了该问题的最新单样本预言不等式.最后,我们使用我们的新技术来分析基于贪婪的算法在一般图的边缘到达,并得出结果,在所有提到的在线模型。在这种情况下,我们也改进了最先进的单样本预言者不等式。
2021-12-26 cs.DS
Greedy Bipartite Matching in Random Type Poisson Arrival Model
我们引入了一个新的随机输入模型的二部匹配,我们称之为随机型泊松到达模型。就像已知的身份证一样。模型(由Feldman等人在2009年引入),在线节点在我们的模型中具有类型。与已知的i.i.d.中研究的对抗类型相反。模型,遵循Mastin和Jaillet 2016中研究的随机图,在我们的模型中,每个类型图都是通过将每个离线节点独立地包含在具有概率$c/n$的在线节点的邻域中来随机生成的。在我们的模型中,相同类型的节点连续出现在输入中,并且每个类型节点出现的次数根据参数为1的泊松分布。我们分析了简单的贪心算法在这种输入模型下的性能。性能由参数$c$控制,并且我们能够准确地表征对于制度$c = o(1)$和$c = ω(1)$的竞争比。我们还提供了一个精确的边界上的预期大小的匹配在其余制度的常数$c$。我们将我们的结果与Mastin和Jaillet以前的工作进行了比较,他们分析了$G_{n,n,p}$模型中的简单贪心算法,其中每个在线节点类型只出现一次。我们基本上表明,Mastin和Jaillet的方法可以扩展到随机型泊松到达模型的工作,虽然一些不平凡的技术挑战需要克服。直观地说,可以将随机类型泊松到达模型视为随机性较小的$G_{n,n,p}$模型;也就是说,每个在线节点都有机会重复先前的类型,而不是每个在线节点都有新的类型。
2018-05-02 cs.DS
Online Submodular Welfare Maximization: Greedy Beats 1/2 in Random Order
在子模块福利最大化(SWM)问题中,输入由一组$n$项目组成,每个项目必须分配给一个$n$代理。每个代理人$\ell$具有一个估价函数$v_\ell$,其中$v_\ell(S)$表示如果该代理人接收到项目集$S$,则该代理人获得的福利。函数$v_\ell$都是次模的;作为标准,我们假设它们是单调的和$v_\ell(\emptyset) = 0$。目标是将项目划分为$m$不相交的子集$S_1, S_2, \ldots S_m$,以最大化社会福利,定义为$\sum_{\ell = 1}^m v_\ell(S_\ell)$。在本文中,我们考虑SWM的在线版本。在这里,物品以在线方式一次到达一个;当物品到达时,算法必须在看到任何后续物品之前做出不可撤销的决定,将其分配给哪个代理。这个问题的动机是应用到互联网广告,其中用户广告印象必须分配给广告商,其价值是一个子模块的功能,他们收到的用户/印象集。在随机顺序模型中,对手可以构建一组最坏情况下的物品和估值,但不控制物品到达的顺序;相反,它们被假设为以随机顺序到达。对于随机序模型,获得$1/2 + Ω(1)$的竞争比一直是一个重要的开放问题。我们解决了这个开放的问题,证明了贪婪算法的竞争比至少$0.505$的在线子模块福利最大化问题的随机顺序模型。对于特殊情况下的次模函数,包括加权匹配,加权覆盖函数和更广泛的类“二阶supermodular”的功…
2017-12-14 cs.DS
Online Stochastic Matching with Edge Arrivals
在线二分匹配与边缘到达仍然是一个主要的开放问题很长一段时间,直到最近的负面结果[Gamlath et al. FOCS 2019],谁表明,没有在线政策比直接的贪心算法,即,没有在线算法具有比$0.5$更好的最坏情况竞争比。在这项工作中,我们考虑的二分匹配问题的边缘到达一个自然的随机框架,即,贝叶斯设置,其中图的每条边根据已知的概率分布独立实现。我们专注于一个自然类修剪和贪婪的在线政策的实际考虑,从众多的在线匹配平台的动机。任何剪枝和贪心算法都包括两个阶段:首先,减少随机实例中某些边的概率,然后在剪枝后的图上运行贪心算法。我们提出了剪枝&贪心算法,$0.552$ -竞争的情况下,可以被修剪到一个$2$ -规则的随机二部图,和$0.503$ -竞争的任意二部图。算法和我们的分析显着偏离先前的工作。我们首先得到分析管理的下限的匹配,这将导致一个非线性优化问题的大小。我们进一步将这个问题简化为具有恒定数量的参数的连续优化,这些参数可以使用标准软件工具解决。
2020-07-15 cs.DS cs.GT
Optimality of Non-Adaptive Algorithms in Online Submodular Welfare Maximization with Stochastic Outcomes
University of California, Berkeley(加州大学伯克利分校)
本文证明在随机结果下的在线子模福利最大化问题中,非自适应贪心算法在所有多项式时间算法(包括自适应算法)中达到最优竞争比,除非NP=RP,并引入一种将确定性结果推广到随机环境的技术。
2026-05-30 cs.DS
Online Learning via Offline Greedy Algorithms: Applications in Market Design and Optimization
Chicago Booth School of Business(芝加哥大学布斯商学院);MIT Sloan School of Management(麻省理工学院斯隆管理学院);Google Research(谷歌研究院)
在线决策的动机在时变组合环境中,我们研究的问题,离线算法转换到他们的在线同行。我们专注于离线组合的问题,是服从一个常数因子近似使用贪心算法,是强大的本地错误。对于这样的问题,我们提供了一个通用的框架,有效地将离线强大的贪心算法在线使用Blackwell逼近。我们表明,由此产生的在线算法有$O(\sqrt{T})$(近似)遗憾下的充分信息设置。我们进一步介绍了一个强盗扩展的Blackwell可接近性,我们称之为强盗Blackwell可接近性。我们利用这个概念,将贪婪的强大的离线算法转化为$O(T^{2/3})$(近似)的遗憾,在强盗设置。展示了我们的框架的灵活性,我们将我们的离线到在线的转换应用于收入管理,市场设计和在线优化的交叉点上的几个问题,包括在线平台中的产品排名优化,拍卖中的底价优化和子模块最大化。我们还扩展我们的减少贪婪的连续优化中使用的一阶方法,如用于最大化连续强DR单调子模函数凸约束。我们表明,我们的变换,当应用到这些应用程序中,导致新的遗憾界或改善目前已知的界限。我们补充我们的理论研究进行数值模拟我们的两个应用程序,在这两个我们观察到,我们的转换的数值性能优于理论保证在实际情况下。
2023-02-04 cs.DS cs.GT cs.LG
Deterministic Online Bipartite Edge Coloring
本文研究在线二分图边着色,提出可对抗自适应对手的随机化算法,并据此导出确定性算法,在 $Δ=ω(\log n)$ 时达到 $e/(e-1)+o(1)$ 竞争比,推翻随机化必要性。
2024-10-25 cs.DS
Online Correlation Clustering
我们研究的在线聚类问题,数据项到达在线时尚。该算法将数据项聚类到相似性类中。当v到达时,v和先前到达的项目之间的关系就被揭示出来了,所以对于每个u,我们都被告知v是否与u相似。该算法可以为v创建一个新的聚类,并合并现有的聚类。当目标是最小化聚类和输入之间的分歧时,我们证明了一个自然的贪心算法是O(n)-竞争的,这是最优的。当目标是最大化聚类和输入之间的协议,我们证明了贪心算法是.5-竞争,没有在线算法可以比.834-竞争更好,我们证明了它是可能得到优于1/2,通过展示一个随机算法与竞争比.5+c为一个小的正固定常数c。
2010-02-03 cs.DS
Online Maximum Matching with Recourse
我们研究了在线最大匹配问题中的边缘与一个已知的追索权参数$k$。这个问题的在线算法必须保持一个有效的匹配,而底层图的边一个接一个地呈现。在任何时刻,算法可以决定将边缘包括到匹配中或将其排除,条件是每个边缘最多发生$k$这样的动作,其中$k$通常是小常数。Avitabile等人[ Information Processing Letters,2013]在具有追索权的一般在线装箱问题的背景下引入并研究了该问题,而Boyar等人[WADS 2017]研究了特殊情况$k=2$。在本文的第一部分中,我们考虑的边缘到达模型,其中到达的边缘永远不会从图中消失。在这里,我们首先对Avitabile等人的算法AMP的性能进行了改进分析,通过利用匹配问题的结构。另外,我们证明了贪婪算法对每个偶数$k$都有竞争比$3/2$,对每个奇数$k$都有竞争比$2$.此外,我们提出并分析了改进的贪婪算法,我们称之为$L$ -贪婪,我们表明,对于小值的$k$它优于算法AMP。在下界方面,我们表明,没有确定性算法优于$1+1/(k-1)$存在,改善后,已知的下界$1+1/k$。本文的第二部分是致力于边缘到达/离开模型,这是完全动态的在线匹配与追索权的变种。对$L$ -Greedy和AMP进行了分析,并对所有偶数$k \ge 4$给出了$(k^2-3k+6) / (k^2-4k+7)$的一个下界.对于$k\in\{2,…
2021-01-05 cs.DS
Online Submodular Maximization: Beating 1/2 Made Simple
子模块福利最大化问题(SWM)是组合拍卖中的一个重要子类,从计算和经济的角度都得到了广泛的研究。特别是,它是在一个自然的在线环境中进行研究的,在这个环境中,物品一个接一个地到达,并且应该在到达时进行分配。在这种情况下,众所周知的是,贪心算法实现了1/2的竞争比,最近Kapralov等人(2013)表明,这个比率对于该问题是最优的。令人惊讶的是,尽管这个不可能的结果,Korula等人(2015)能够证明当项目以均匀随机顺序到达时,相同的算法是0.5052-竞争性的,但不幸的是,他们的证明非常长并且复杂。在这项工作中,我们提出了一个(可以说)简单得多的分析,提供了一个稍微好一点的保证0.5096-竞争力的随机到达模型中的贪心算法。此外,这种分析也适用于在线SWM的推广,其中定义(简单)分区拟阵的集合以均匀随机顺序在线到达,并且我们希望最大化服从此拟阵的单调子模函数。此外,对于这个更一般的问题,我们证明了一个上限为0.576的竞争比的贪心算法,排除了这种自然算法的竞争性匹配的最佳离线近似比1-1/e的可能性。
2018-11-19 cs.DS
Greedy-Based Online Fair Allocation with Adversarial Input: Enabling Best-of-Many-Worlds Guarantees
本文研究对抗性在线公平分配,分析 PACE 与整数贪心算法,证明在自然输入限制下二者可同时获得嫉妒与 Nash 福利的渐近保证,从而补全 PACE 的多世界最优性能。
2023-08-18 cs.DS cs.GT
Greedy Algorithm for Multiway Matching with Bounded Regret
在本文中,我们证明了一个简单的贪心算法的有效性有限时域在线资源分配/匹配问题时,相应的静态规划线性规划(SPP)表现出非退化条件称为一般位置间隙(GPG)。我们形式化的关键直觉是,奖励最大化SPP的解与限制于最优基本活动的可行性线性规划相同,并且在GPG下,该解可以通过贪心算法以有限遗憾跟踪,即,而不需要周期性地解析SPP的常用技术。决策者的目标是将资源(来自资源类型的有限集合)组合成配置(来自可行配置的有限集合),其中每个配置由每种类型消耗的资源数量和奖励指定。资源进一步细分为三种类型-离线(其数量已知且在时间0可用),在线可替换(其到达在线并可以存储在缓冲区中)和在线不可替换(其到达在线并必须在到达时匹配或丢失)。在GRG下,我们证明了:(i)当没有配置同时包含在线可交换和在线不可交换资源时,我们的贪心算法得到$\mathcal{O}(1/ε_0)$的有界任意时间遗憾匹配奖励($ε_0$是GPG的度量),以及(ii)$\mathcal{O}(\log t)$期望任意时间遗憾否则(我们还证明了匹配下界)。通过考虑这三种类型的资源,我们的匹配框架包括几个研究的问题,如动态多边匹配,网络收益管理,在线随机包装,和多类的包装系统。
2022-07-25 cs.DS math.OC math.PR
Maximizing Online Utilization with Commitment
研究了带承诺的并行多机在线排序问题。我们的目标是最大化已接受工件的总处理时间。一旦提交了一份工作,承诺约束就迫使我们立即决定是接受还是拒绝这份工作。在接受作业时,我们必须在满足$d \geq (1+ε)\cdot p + r$的其截止日期$d$之前完成它,其中$p$和$r$分别是作业的处理时间和提交时间,而$ε>0$是系统的松弛时间。由于困难的情况下,通常会出现接近紧张的最后期限,我们考虑$\varepsilon\leq 1$。我们使用竞争分析来评估我们的算法。我们的第一个主要贡献是一个确定性的抢占式在线算法,几乎紧的竞争比任何数量的机器。对于单个机器,竞争因子匹配贪婪接受策略的最优界$\frac{1+ε}ε$。然后,竞争比随着机器数量的增加而提高,并且随着机器数量收敛到无穷大而接近$(1+ε)\cdot\ln \frac{1+ε}ε$。这是对小$ε$的贪婪接受策略的指数改进。在非抢占的情况下,我们提出了一个确定性算法的竞争比为$1+m\cdot \left(\frac{1+ε}ε\right)^{\frac{1}{m}}$的$m$机。这与单个机器的贪婪接受策略的$2+\frac{1}ε$的最优界限相匹配,同时它再次保证了小$ε$和大$m$的贪婪接受策略的指数改进。此外,我们确定了一个几乎紧的下限,方法$m\cdot \left(\frac{1}ε\right)^{\frac{1}…
2019-04-12 cs.DS
Approximation Bounds For Minimum Degree Matching
我们考虑最大基数匹配的MINGREEDY策略。MINGREEDY重复选择具有最小度的节点的边事件。对于度最多$Δ$的图,我们表明,MINGREEDY在最坏的情况下至少达到了$ \frac{Δ-1}{2Δ-3} $的近似比,并且这种性能在顶点模型中的自适应优先级算法中是最优的,其中包括许多突出的贪婪匹配算法。即使在考虑随机贪婪策略的预期近似比时,对于小度数的图,也没有更好的最坏情况界限。
2015-10-31 cs.DS
Greedy Approaches to Online Stochastic Matching
在随机探测与承诺的上下文中,我们考虑在线随机匹配问题,也就是说,单侧在线二分匹配问题,其中必须探测与在线节点相邻的边,以确定它们是否存在基于边概率,当一个在线顶点到达时成为已知的。如果存在探测边,则必须在匹配中使用它(如果可能)。我们认为在线算法的竞争力在对抗顺序模型(AOM)和随机顺序模型(ROM)。更具体地说,我们考虑一个二部随机图$G = (U,V,E)$,其中$U$是离线顶点的集合,$V$是在线顶点的集合,$G$具有边概率$(p_{e})_{e \in E}$和边权重$(w_{e})_{e \in E}$。另外,$G$具有探测约束$(\scr{C}_{v})_{v \in V}$,其中$\scr{C}_v$指示可以探测与在线顶点$v$相邻的边的哪些序列。我们假设$U$是预先已知的,并且只有当在线顶点到达时,才显示$\scr{C}_v$以及与在线顶点相邻的边概率和权重。这个模型概括了经典的二分匹配问题的各种设置,所以我们的主要贡献是在理解经典的结果扩展到随机探测模型取得进展。
2021-03-01 cs.DS math.CO
On Conceptually Simple Algorithms for Variants of Online Bipartite Matching
我们提出了一系列的结果,概念上简单的算法,在各种在线和相关模型的二分匹配。我们首先考虑一个确定性对抗模型。一次通过确定性在线算法可能的最佳近似比是$1/2$,它可以通过任何贪婪算法实现。Dürr等人最近提出了一种称为Category-Advice的$2$ -pass算法,该算法实现了近似比$3/5$。我们将他们的算法扩展到多个通道。我们证明了$k$通过Category-Advice算法对所有$k \ge 1$的精确逼近比,并证明了当$k$趋于无穷大时,逼近比收敛到黄金比例$2/(1+\sqrt{5}) \approx 0.618$的倒数。收敛速度非常快-$5$ -pass Category-Advice算法已经在黄金比例倒数的$0.01\%$范围内。然后,我们考虑了在线随机IID模型的自然贪婪算法--MinDegree。该算法是一个在线版本的一个著名的和广泛研究的离线算法MinGreedy。我们表明,MinDegree不能实现比$1-1/e$,这是保证任何一致的贪婪算法在已知的IID模型的近似比。最后,在Besser和Poloczek的工作之后,我们从对抗或随机排序出发,研究了优先级模型中的自然随机算法(MinRanking)。虽然优先级模型允许算法以一般但定义良好的方式选择输入排序,但这种自然算法无法获得ROM模型中Ranking算法的近似。
2017-06-29 cs.DS
On Dynamic Optimality for Binary Search Trees
是否存在O(1)-竞争(自调整)二叉搜索树(BST)算法?这是一个经过充分研究的问题。一个简单的离线BST算法GreedyFuture是由Lucas和Munro独立提出的,他们证明它是O(1)-竞争的。最近,Demaine等人给出了BST问题的几何视图。这个视图允许他们给出一个在线算法GreedyArb,其成本与GreedyFuture相同。然而,对于GreedyArb,没有已知的o(n)-竞争比。在本文中,我们取得了进展,证明O(1)-竞争比GreedyArb通过显示它是O(\log n)-竞争。
2011-02-22 cs.DS
Greedy is good: An experimental study on minimum clique cover and maximum independent set problems for randomly generated rectangles
给定一个二维$n$随机轴平行矩形集合${\cal R}=\{R_1,R_2,..., R_n\}$,计算${\cal R}=\{R_1,R_2,..., R_n\}$中成员的交图$G({\cal R})$的最小团覆盖(MCC)和最大独立集独立集(MIS)问题都是计算困难的\cite{CC05} .对于MCC问题,证明了多项式时间常数因子逼近不可能得到\cite{PT11}。虽然这样的结果尚未证明的MIS问题,没有多项式时间常数因子近似算法存在于文献中。我们研究贪婪算法的性能计算这两个参数的$G({\cal R})$。实验结果表明,对于每个MCC和MIS问题,相应的贪婪算法产生的解决方案是非常接近其最优解。Scheinerman \cite{Scheinerman80}表明,对于问题的1D版本的随机实例,MIS的大小由$\sqrt{n}$紧密限制(即,区间图)。实验结果表明,该算法产生的独立集的大小至少为$2\sqrt{n}$,团覆盖最大为$3\sqrt{n}$.因此,实验得到的贪婪算法的近似比MIS问题是最多3/2,MCC问题是至少2/3。最后,我们将提供改进的贪婪算法的基础上的概念{ \it单纯矩形}。该算法的特点可能是在获得一个可证明的常数因子逼近算法的随机情况下的两个问题的兴趣。我们相信这个结果对任何有限维也成立。
2012-12-04 cs.CG cs.DS
A Note on: `Algorithms for Connected Set Cover Problem and Fault-Tolerant Connected Set Cover Problem'
修正了Zhang等人提出的求解最小连通集覆盖问题的贪婪近似算法中的一个缺陷,并建立了改进的贪心算法的近似比的一个更强的结果.所得结果与连通支配集问题的已有结果一致,连通配集问题是最小连通集覆盖问题的一个特例。
2011-04-05 cs.DS
A Robustified Greedy Algorithm for Online Transportation with Improved Competitive Guarantees
IIIT Delhi(德里信息技术研究所);North Carolina State University(北卡罗来纳州立大学)
本文提出鲁棒化贪心算法解决在线运输问题,改进竞争比至6.6604k-2.89,保留度量敏感保证,并证明最近邻分配占成本近半,实验验证其优越性。
2026-10-01 cs.DS
When Stochastic Rewards Reduce to Deterministic Rewards in Online Bipartite Matching
研究带顶点权重的在线二分匹配随机奖励问题,通过将特例归约为确定性设定给出简洁证明,揭示了 Perturbed Greedy 算法在特定相关奖励下的 $(1-1/e)$ 竞争比保证。
2024-01-09 cs.DS
Online Budgeted Repeated Matching
一个基本的组合在线资源分配问题被认为是,多个服务器有各自的能力限制,并在每个时隙,一组工作到达,有可能不同的权重不同的服务器。在每个时间段,必须以在线方式在作业和服务器之间找到一对一的匹配,但要受到个人能力的限制。其目标是最大化分配给服务器的作业的总权重,在时隙和服务器之间求和,受个人容量限制。这个问题概括了众所周知的adwords问题,并且也与各种其他现代应用程序相关。一个简单的贪心算法被证明是3-竞争,只要任何边缘的重量是最多的一半,相应的服务器容量。此外,一个随机版本的贪心算法被证明是6-竞争的无限制的边缘权重的情况下。对于并行服务器与小重量的工作,我们表明,负载平衡算法是接近最优的。
2015-12-01 cs.DS
Multiagent Matroid Upgrading: Greedy is Fair and Efficient
East China Normal University(华东师范大学);City University of Hong Kong (Dongguan)(香港城市大学(东莞))
本文提出多智能体拟阵升级问题,通过贪婪算法在公平性和效率之间取得平衡,用于优化多智能体系统中的资源分配。
2026-05-31 cs.DS
Approximation Ratio of the Min-Degree Greedy Algorithm for Maximum Independent Set on Interval and Chordal Graphs
本文证明最小度贪心算法在区间图上达到2/3近似比,在弦图上达到1/2近似比,且均为紧界,与一般图的3/(Δ+2)形成对比。
2024-03-16 cs.DS
Online TCP Acknowledgment under General Delays
Indian Institute of Technology Bombay(印度理工学院孟买分校);University of Warsaw(华沙大学);Sapienza University of Rome(罗马第一大学);IDEAS NCBR;The University of Melbourne(墨尔本大学)
本文研究了在线TCP确认问题在两种新通用延迟成本模型下的表现,提出在批处理感知模型中,贪心算法的竞争力为Θ(log n),并证明在批处理无关模型中,贪心算法对连续子模函数和ℓ_𝑝范数具有2-竞争性。
2026-07-15 cs.DS
Randomized Greedy Online Edge Coloring Succeeds for Dense and Randomly-Ordered Graphs
本文分析在线边着色中的朴素随机贪心算法,证明其在随机边序或稠密图条件下可用$(1+ε)Δ$种颜色成功着色,并推出对抗自适应情形下的确定性算法。
2024-10-29 cs.DM cs.DS math.CO
Improved Online Load Balancing in the Two-Norm
Max Planck Institute for Informatics(马克斯·普朗克计算机科学研究所);Centrum Wiskunde & Informatica(荷兰数学与计算机科学研究学会)
本文针对无关机器上的在线负载均衡问题,提出首个突破竞争比5的算法,达到4.9843,并通过新的原始-对偶框架统一证明了多个相关算法的最优性。
2026-10-21 cs.DS
Tight Approximation Ratio of a General Greedy Splitting Algorithm for the Minimum k-Way Cut Problem
对于边加权连通无向图,最小$k$ -路割问题是找到具有最小总权的边的子集,去除该子集将图分离成$k$连通分量。当$k$是输入的一部分时,问题是NP难的,当$k$作为参数时,问题是W[1]难的。近似最小$k$ -路割的简单算法是迭代地将图的分量数目增加$h-1$,其中$2 \le h \le k$,直到图具有$k$分量。该算法的近似比对于$h \le 3$是已知的,但对于$h \ge 4$是开放的。在本文中,我们考虑了一个通用的算法,迭代增加的$h_i-1$图的组件的数量,其中$h_1 \le h_2 \le ... \le h_q$和$\sum_{i=1}^q (h_i-1) = k-1$。我们证明了这个一般算法的逼近比是$2 - (\sum_{i=1}^q {h_i \choose 2})/{k \choose 2}$,它是紧的。我们的结果意味着简单算法的近似比一般是$2-h/k + O(h^2/k^2)$,如果$k-1$是$h-1$的倍数,则是$2-h/k$。
2008-11-23 cs.DM cs.DS
Leveraging Reusability: Improved Competitive Ratio of Greedy for Reusable Resources
研究可重用资源的在线加权二分匹配问题,通过引入量化资源可重用程度的参数p,证明贪心策略的竞争比提升至1/(2-p),几何分布下达到紧的(1+p)/2,揭示了资源可重用性对在线算法性能的提升作用。
2023-04-06 cs.DS
Online minimum matching with uniform metric and random arrivals
我们考虑在线最小二分匹配下的统一度量。我们发现,随机贪婪实现了竞争比等于$(1+1/n) (H_{n+1}-1)$,这符合下限。与RG在对抗顺序下对同一问题达到最优的$Θ(\ln n)$比的事实相比,我们发现随机顺序的较弱到达假设并没有为RG提供任何额外的算法优势,或者使模型严格地更易处理。
2021-12-09 cs.DS
Dijkstra Is NOT Greedy: A Global-to-Local Proof of Correctness
Hangzhou Normal University(杭州师范大学)
本文挑战Dijkstra算法是贪心算法的传统观点,提出三步排除法从全局到局部证明其正确性,为其提供了更简洁的概念解释。
2026-10-15 cs.DM cs.DS math.OC
Online Bipartite Matching with Reusable Resources
我们研究了经典的在线二分匹配问题的一个转折:离线顶点,称为资源,是$\textit{reusable}$。具体地,当资源与在线顶点匹配时,其在确定性持续时间$d$内不可用,在该确定性持续时间之后,其再次变得可用于重新匹配。因此,资源可以在一段时间内与许多不同的在线顶点匹配。虽然最近关于这个问题的工作已经解决了我们有大的起始库存的渐近情况(即,许多副本)的每个资源,我们认为(更一般)的情况下,$\textit{unit inventory}$,并给出了第一个算法,可证明优于天真的贪婪的方法,有一个竞争比(正好)0.5。我们的第一个算法实现了$0.589$的竞争比,将经典的RANK算法推广到不可重用资源的在线二分匹配(Karp等人,1990年),由$\textit{reranking}$资源独立地随时间推移。虽然经常重新排序资源具有相同的最坏情况下的性能贪婪,我们表明,重新排序间歇性的周期性的时间表成功地解决资源的可重用性,并在最坏的情况下,执行显着优于贪婪。我们的第二个算法,它实现了$0.505$的竞争比,是一个原始-对偶随机算法,其工作原理是建议多达两个资源作为候选匹配的每个在线顶点,然后打破领带,使最终的匹配选择在一个随机相关的方式随着时间的推移。作为我们算法的关键组成部分,我们适当地调整和扩展了在线相关选择的强大技术(Fahrbach等人,2020年),以可重复使用的资源,以诱…
2022-10-23 cs.DS
Dynamic $((1+ε)\ln n)$-Approximation Algorithms for Minimum Set Cover and Dominating Set
本文提出加权最小集合覆盖和支配集的动态算法,实现 $(1+ε)\ln n$ 近似,更新时间与先前最佳算法相同,弥合了动态贪心算法与静态 $\ln n$ 界之间的差距。
2023-12-29 cs.DS
Greedy D-Approximation Algorithm for Covering with Arbitrary Constraints and Submodular Cost
本文针对目标函数为次模非减的覆盖问题,提出了一种简单的D-近似算法,其可行域可表示为任意覆盖约束的交集,每个覆盖约束至多约束问题的D个变量。(一个简单的例子是顶点覆盖,D = 2。该算法推广了以前的基本覆盖问题和在线分页和缓存问题的近似算法。
2011-12-30 cs.DC cs.DS
Scheduling in the Random-Order Model
同型机最小化完工时间是在线调度中的一个基本问题。目标是将一系列工件分配给$m$相同的并行机,以最小化工件的最大完工时间。早在20世纪60年代,格雷厄姆就证明了贪婪是$(2-1/m)$竞争性的。目前已知的最佳确定性在线算法的竞争比为1.9201。没有一个确定性的在线策略可以获得小于1.88的竞争力。在本文中,我们研究在线最大完工时间最小化流行的随机顺序模型中,一个给定的输入作为一个随机排列到达的工作。已知贪婪在此设置中不会获得渐近小于2的竞争因子。我们提出了第一个改进的性能保证。具体来说,我们开发了一个确定性的在线算法,实现了1.8478的竞争比。结果依赖于一种新的分析方法。我们确定了一组属性,输入作业的随机排列满足高概率。然后,我们进行了最坏情况下的分析,我们的算法,为各自的类的排列。分析表明,所述竞争力不仅在预期中成立,而且具有很高的概率。此外,它还提供了数学证据,证明导致更高绩效比率的工作序列是极其罕见的病态输入。我们补充的结果的下限,随机顺序模型。我们表明,没有确定性的在线算法可以实现小于4/3的竞争比。此外,没有确定性的在线算法可以以高概率获得小于3/2的竞争力。
2021-10-27 cs.DS
Online Minimum Cost Matching on the Line with Recourse
在线路上的在线最小成本匹配中,$n$请求一个接一个地出现,并且必须立即且可替换地匹配到一组给定的服务器,所有这些都在实际线路上。目标是最小化从请求到其各自服务器的距离之和。尽管所有的研究工作,它仍然是一个有趣的开放式问题,是否存在一个$O(1)$竞争的算法。Raghvendra [SoCG 18]的最知名在线算法实现了$Θ(\log n)$的竞争因子。该结果与$Ω(\log n)$ [Latin18]的下限相匹配,该下限适用于相当大的一类在线算法,包括文献中的所有确定性算法。在这项工作中,我们在一个追索权模型中处理这个问题,在这个模型中,我们允许在一定程度上撤销在线决策。我们展示了一个$O(1)$竞争算法在线匹配上使用最多$O(n\log n)$ reasonable。这是第一个非平凡的结果,最小成本的二部匹配与追索。对于所谓的交替实例,两个服务器之间不超过一个请求,我们获得了接近最优的结果。我们给出了一个$(1+\varepsilon)$竞争算法,重新分配任何请求在最多$O(\varepsilon^{-1.001})$倍。这种特殊情况是有趣的,因为上述相当普遍的下限$Ω(\log n)$适用于这种情况。
2020-01-09 cs.DS
Beating Greedy for Stochastic Bipartite Matching
我们考虑随机环境下的最大二部匹配问题,即查询提交和信息价格模型。在查询-提交模型中,边e以概率$p_e$独立存在。我们可以查询一条边是否存在,但如果它确实存在,那么我们必须将它纳入我们的解决方案。在未加权的情况下,可以按照Karp、Vazirani和Vazirani的经典在线算法给出的顺序查询边,以得到$(1-1/e)$ -近似。相比之下,加权情况下的先前最好的已知算法是由贪心算法实现的$(1/2)$近似,该算法根据边的权重和查询以该顺序对边进行排序。对基本贪婪算法进行改进,给出了加权查询提交模型下的$(1-1/e)$ -近似算法。我们使用一个线性规划(LP)的上限实现任何策略的最佳。建议的LP承认几个结构特性,发挥了至关重要的作用,在我们的算法的设计和分析。我们还扩展了这些技术,得到一个$(1-1/e)$ -近似算法的最大二分匹配的价格的信息模型中引入的Singla,谁也使用了基本的贪心算法,给$(1/2)$ -近似。
2019-10-14 cs.DS
Online Network Design Algorithms via Hierarchical Decompositions
我们开发了一种新的在线网络设计方法,并获得了几个问题的竞争比改善。我们的方法给出了自然的确定性算法和简单的分析。在我们的工作的核心是一个新的应用程序嵌入到分层良好分离的树(HST)的分析在线网络设计算法-我们收取的成本算法的成本的最佳解决方案上的任何HST嵌入的终端。这种分析技术广泛适用于许多问题,并为在线网络设计提供了一个统一的框架。从某种意义上说,我们的工作汇集了在线网络设计的两种主要方法。第一种使用贪婪算法,并使用双重拟合来分析它们。第二个使用树嵌入和随机$O(\log n)$竞争算法的结果,其中$n$是图中的顶点总数。我们的方法使用确定性贪婪的算法,但通过HST嵌入的终端分析它们。我们的证明是简单的,因为我们不需要仔细构造对偶解决方案,我们得到$O(\log k)$竞争比,其中$k$是终端的数量。在本文中,我们应用我们的方法来获得确定性的$O(\log k)$竞争在线算法以下问题。- 带边复制的Steiner网络。以前,只有一个随机的$O(\log n)$竞争算法是已知的。- 租或买。以前,只有Awerbuch、Azar和Bartal(2004)的确定性$O(\log^2 k)$竞争算法和随机化$O(\log k)$竞争算法是已知的。- 连接的设施位置。以前,仅已知San Felice、Williamson和Lee(2014)的随机$O(\log^2 k)$竞争算法。- 获…
2014-10-15 cs.DS