Designing approximate all-pairs distance oracles in the fully dynamic setting is one of the central problems in dynamic graph algorithms. Despite extensive research on this topic, the first result breaking the $O(\sqrt{n})$ barrier on the update time for any non-trivial approximation was introduced only recently by Forster, Goranci and Henzinger [SODA'21] who achieved $m^{1/\rho+o(1)}$ amortized update time with a $O(\log n)^{3\rho-2}$ factor in the approximation ratio, for any parameter $\rho \geq 1$. In this paper, we give the first constant-stretch fully dynamic distance oracle with a small polynomial update and query time. Prior work required either at least a poly-logarithmic approximation or much larger update time. Our result gives a more fine-grained trade-off between stretch and update time, for instance we can achieve constant stretch of $O(\frac{1}{\rho^2})^{4/\rho}$ in amortized update time $\tilde{O}(n^{\rho})$, and query time $\tilde{O}(n^{\rho/8})$ for a constant parameter $\rho <1$. Our algorithm is randomized and assumes an oblivious adversary. A core technical idea underlying our construction is to design a black-box reduction from decremental approximate hub-labeling schemes to fully dynamic distance oracles, which may be of independent interest. We then apply this reduction repeatedly to an existing decremental algorithm to bootstrap our fully dynamic solution.


翻译:设计全动态环境下的近似全对距离预言机是动态图算法中的核心问题之一。尽管该方向已有大量研究,但首个打破非平凡近似更新复杂度$O(\sqrt{n})$屏障的结果近期才由Forster、Goranci和Henzinger提出[SODA'21],他们实现了$m^{1/\rho+o(1)}$的均摊更新复杂度,并附带$O(\log n)^{3\rho-2}$倍的近似比因子(其中$\rho \geq 1$为任意参数)。本文首次给出具有小多项式级更新和查询复杂度的常数伸缩比全动态距离预言机。此前工作要么需要至少多对数近似比,要么需更高更新复杂度。我们的结果在伸缩比与更新复杂度之间提供了更细粒度的权衡,例如可在均摊更新复杂度$\tilde{O}(n^{\rho})$和查询复杂度$\tilde{O}(n^{\rho/8})$下(常数参数$\rho<1$)实现$O(\frac{1}{\rho^2})^{4/\rho}$的常数伸缩比。本算法为随机化算法,假设对手为弱适应型。构建的核心技术思想是设计一种黑箱规约方法,将递减近似枢纽标记方案转换为全动态距离预言机,这一方法或具独立研究价值。我们随后将该规约反复应用于现有递减算法,通过自举过程构建出全动态解决方案。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
124+阅读 · 2020年9月8日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10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
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
20+阅读 · 2019年5月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【SIGIR2018】五篇对抗训练文章
专知
12+阅读 · 2018年7月9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 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2008年12月31日
dynnode2vec: Scalable Dynamic Network Embedding
Arxiv
15+阅读 · 2018年12月6日
VIP会员
最新内容
综述 | OPSD:大语言模型的在线策略自蒸馏
专知会员服务
3+阅读 · 6月1日
帕兰蒂尔Maven:军事人工智能的新纪元
专知会员服务
8+阅读 · 6月1日
超越网格:作战环境对炮兵的影响
专知会员服务
3+阅读 · 5月31日
BES:让语言模型通过双向进化搜索自我改进
专知会员服务
6+阅读 · 5月30日
以色列-美国-伊朗战争中的无人机:关键要点
专知会员服务
7+阅读 · 5月30日
相关VIP内容
专知会员服务
124+阅读 · 2020年9月8日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10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
相关资讯
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
20+阅读 · 2019年5月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【SIGIR2018】五篇对抗训练文章
专知
12+阅读 · 2018年7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 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员