We study the two-dimensional (geometric) knapsack problem with rotations (2DKR), in which we are given a square knapsack and a set of rectangles with associated profits. The objective is to find a maximum profit subset of rectangles that can be packed without overlap in an axis-aligned manner, possibly by rotating some rectangles by $90^{\circ}$. The best-known polynomial time algorithm for the problem has an approximation ratio of $3/2+ε$ for any constant $ε>0$, with an improvement to $4/3+ε$ in the cardinality case, due to G{á}lvez et al. (FOCS 2017, TALG 2021). Obtaining a PTAS for the problem, even in the cardinality case, has remained a major open question in the setting of multidimensional packing problems, as mentioned in the survey by Christensen et al. (Computer Science Review, 2017). In this paper, we present a PTAS for the cardinality case of 2DKR. In contrast to the setting without rotations, we show that there are $(1+ε)$-approximate solutions in which all items are packed greedily inside a constant number of rectangular {\em containers}. Our result is based on a new resource contraction lemma, which might be of independent interest. In contrast, for the general weighted case, we prove that this simple type of packing is not sufficient to obtain a better approximation ratio than $1.5$. However, we break this structural barrier and design a $(1.497+ε)$-approximation algorithm for 2DKR in the weighted case. Our arguments also improve the best-known approximation ratio for the (weighted) case {\em without rotations} to $13/7+ε\approx 1.857+ε$. Finally, we establish a lower bound of $n^{Ω(1/ε)}$ on the running time of any $(1+ε)$-approximation algorithm for our problem with or without rotations -- even in the cardinality setting, assuming the $k$-\textsc{Sum} Conjecture.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
【论文笔记】图卷积的解释性技术
专知
18+阅读 · 2019年9月28日
《pyramid Attention Network for Semantic Segmentation》
统计学习与视觉计算组
44+阅读 · 2018年8月30日
用 LDA 和 LSA 两种方法来降维和做 Topic 建模
AI研习社
13+阅读 · 2018年8月24日
论文浅尝 | 问题生成(QG)与答案生成(QA)的结合
开放知识图谱
16+阅读 · 2018年7月15日
干货|掌握机器学习数学基础之优化[1](重点知识)
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年11月19日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 4月22日
Arxiv
10+阅读 · 2021年11月3日
VIP会员
最新内容
DeepSeek 版Claude Code,免费小白安装教程来了!
专知会员服务
7+阅读 · 5月5日
《美空军条令出版物 2-0:情报(2026版)》
专知会员服务
12+阅读 · 5月5日
帕兰提尔 Gotham:一个游戏规则改变器
专知会员服务
6+阅读 · 5月5日
【综述】 机器人学习中的世界模型:全面综述
专知会员服务
11+阅读 · 5月4日
伊朗的导弹-无人机行动及其对美国威慑的影响
相关VIP内容
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员