We give improved algorithms for maintaining edge-orientations of a fully-dynamic graph, such that the out-degree of each vertex is bounded. On one hand, we show how to orient the edges such that the out-degree of each vertex is proportional to the arboricity $\alpha$ of the graph, in a worst-case update time of $O(\log^3 n \log \alpha)$. On the other hand, motivated by applications including dynamic maximal matching, we obtain a different trade-off, namely the improved worst case update time of $O(\log ^2 n \log \alpha)$ for the problem of maintaining an edge-orientation with at most $O(\alpha + \log n)$ out-edges per vertex. Since our algorithms have update times with worst-case guarantees, the number of changes to the solution (i.e. the recourse) is naturally limited. Our algorithms adapt to the current arboricity of the graph, and yield improvements over previous work: Firstly, we obtain an $O(\varepsilon^{-6}\log^3 n \log \rho)$ worst-case update time algorithm for maintaining a $(1+\varepsilon)$ approximation of the maximum subgraph density, $\rho$. Secondly, we obtain an $O(\varepsilon^{-6}\log^3 n \log \alpha)$ worst-case update time algorithm for maintaining a $(1 + \varepsilon) \cdot OPT + 2$ approximation of the optimal out-orientation of a graph with adaptive arboricity $\alpha$. This yields the first worst-case polylogarithmic dynamic algorithm for decomposing into $O(\alpha)$ forests.Thirdly, we obtain arboricity-adaptive fully-dynamic deterministic algorithms for a variety, of problems including maximal matching, $\Delta+1$ coloring, and matrix vector multiplication. All update times are worst-case $O(\alpha+\log^2n \log \alpha)$, where $\alpha$ is the current arboricity of the graph.


翻译:我们给出了改进的算法,用于维护全动态图的边定向,使得每个顶点的出度有界。一方面,我们展示了如何在最坏情况更新时间为$O(\log^3 n \log \alpha)$的条件下,对边进行定向,使得每个顶点的出度与图的树性$\alpha$成正比。另一方面,受动态最大匹配等应用的启发,我们获得了另一种权衡,即在每个顶点出度最多为$O(\alpha + \log n)$的边定向维护问题中,实现了改进的最坏情况更新时间$O(\log^2 n \log \alpha$)。由于我们的算法具有最坏情况保证的更新时间,解的变更次数(即追索)自然受到限制。我们的算法能自适应图当前的树性,并在此前工作基础上取得改进:首先,我们获得了维护最大子图密度$\rho$的$(1+\varepsilon)$近似算法的$O(\varepsilon^{-6}\log^3 n \log \rho)$最坏情况更新时间算法。其次,对于具有自适应树性$\alpha$的图,我们获得了维护最优外向定向的$(1 + \varepsilon) \cdot OPT + 2$近似算法的$O(\varepsilon^{-6}\log^3 n \log \alpha)$最坏情况更新时间算法,这首次实现了将图分解为$O(\alpha)$个森林的最坏情况多对数动态算法。第三,我们针对多种问题(包括最大匹配、$\Delta+1$着色和矩阵向量乘法)获得了树性自适应的全动态确定性算法。所有更新时间均为最坏情况$O(\alpha+\log^2n \log \alpha)$,其中$\alpha$是图的当前树性。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
52+阅读 · 2020年12月14日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17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
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6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
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
【推荐】用Python/OpenCV实现增强现实
机器学习研究会
15+阅读 · 2017年11月16日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
【推荐】MXNet深度情感分析实战
机器学习研究会
16+阅读 · 2017年10月4日
【论文】图上的表示学习综述
机器学习研究会
15+阅读 · 2017年9月24日
【推荐】SVM实例教程
机器学习研究会
17+阅读 · 2017年8月26日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2016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 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013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 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011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 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年4月4日
Arxiv
1+阅读 · 2023年4月1日
Arxiv
10+阅读 · 2021年2月26日
VIP会员
最新内容
分层反无人机系统发展新趋势
专知会员服务
8+阅读 · 9月3日
何为协作武器?
专知会员服务
10+阅读 · 9月1日
《理解认知战:超越信息》
专知会员服务
14+阅读 · 9月1日
美国战争部在GenAI.mil上推出OpenAI的ChatGPT Mil
专知会员服务
10+阅读 · 8月31日
人工智能赋能军事维护:重新定义国防战备
专知会员服务
5+阅读 · 8月31日
相关VIP内容
专知会员服务
52+阅读 · 2020年12月14日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17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
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6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
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
【推荐】用Python/OpenCV实现增强现实
机器学习研究会
15+阅读 · 2017年11月16日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
【推荐】MXNet深度情感分析实战
机器学习研究会
16+阅读 · 2017年10月4日
【论文】图上的表示学习综述
机器学习研究会
15+阅读 · 2017年9月24日
【推荐】SVM实例教程
机器学习研究会
17+阅读 · 2017年8月26日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2016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 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013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 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2011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 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员