Ranking and Balance are arguably the two most important algorithms in the online matching literature. They achieve the same optimal competitive ratio of $1-1/e$ for the integral version and fractional version of online bipartite matching by Karp, Vazirani, and Vazirani (STOC 1990) respectively. The two algorithms have been generalized to weighted online bipartite matching problems, including vertex-weighted online bipartite matching and AdWords, by utilizing a perturbation function. The canonical choice of the perturbation function is $f(x)=1-e^{x-1}$ as it leads to the optimal competitive ratio of $1-1/e$ in both settings. We advance the understanding of the weighted generalizations of Ranking and Balance in this paper, with a focus on studying the effect of different perturbation functions. First, we prove that the canonical perturbation function is the \emph{unique} optimal perturbation function for vertex-weighted online bipartite matching. In stark contrast, all perturbation functions achieve the optimal competitive ratio of $1-1/e$ in the unweighted setting. Second, we prove that the generalization of Ranking to AdWords with unknown budgets using the canonical perturbation function is at most $0.624$ competitive, refuting a conjecture of Vazirani (2021). More generally, as an application of the first result, we prove that no perturbation function leads to the prominent competitive ratio of $1-1/e$ by establishing an upper bound of $1-1/e-0.0003$. Finally, we propose the online budget-additive welfare maximization problem that is intermediate between AdWords and AdWords with unknown budgets, and we design an optimal $1-1/e$ competitive algorithm by generalizing Balance.


翻译:排序与平衡堪称在线匹配文献中最重要的两类算法。针对Karp、Vazirani与Vazirani(STOC 1990)提出的在线二分匹配的整数版本与分数版本,这两类算法分别达到了相同的$1-1/e$最优竞争比。通过引入扰动函数,这两类算法已被推广至加权在线二分匹配问题,包括顶点加权在线二分匹配与AdWords。经典扰动函数选取$f(x)=1-e^{x-1}$,因其在这两种场景下均能达到$1-1/e$的最优竞争比。本文聚焦不同扰动函数的影响,深化了对排序与平衡加权泛化的理解。首先,我们证明经典扰动函数是顶点加权在线二分匹配中唯一的最优扰动函数。与之形成鲜明对比的是,在非加权场景中所有扰动函数均能达到$1-1/e$的最优竞争比。其次,我们证明采用经典扰动函数将排序算法推广至预算未知的AdWords问题时,竞争比至多为$0.624$,从而否定了Vazirani(2021)的猜想。更一般地,作为第一个结果的应用,我们通过建立$1-1/e-0.0003$的上界,证明不存在能达成著名$1-1/e$竞争比的扰动函数。最后,我们提出介于AdWords与预算未知AdWords之间的在线预算可加福利最大化问题,并通过推广平衡算法设计了$1-1/e$的最优竞争比算法。

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
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12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
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
论文浅尝 | Question Answering over Freebase
开放知识图谱
19+阅读 · 2018年1月9日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+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
2+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
1+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
VIP会员
最新内容
ICML 2026 | CFPO:用反事实策略优化提升多模态推理
专知会员服务
1+阅读 · 今天14:45
综述 | 世界动作模型:少做梦,多行动
专知会员服务
1+阅读 · 今天14:43
美以伊冲突:无人机与人工智能的运用
专知会员服务
4+阅读 · 今天14:31
《特种部队在透明战场中的生存力》最新报告
专知会员服务
2+阅读 · 今天14:11
《人工智能生成的零日漏洞:对未来作战的影响》
综述 | 3D场景图:开放挑战与未来方向
专知会员服务
8+阅读 · 6月22日
21世纪的无人机战争
专知会员服务
4+阅读 · 6月22日
《量子技术的军事任务技术适配与利用》
专知会员服务
5+阅读 · 6月22日
相关VIP内容
相关资讯
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
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
论文浅尝 | Question Answering over Freebase
开放知识图谱
19+阅读 · 2018年1月9日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+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
2+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
1+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