Let $G=(V,E)$ be an $n$-vertex connected graph of maximum degree $\Delta$. Given access to $V$ and an oracle that given two vertices $u,v\in V$, returns the shortest path distance between $u$ and $v$, how many queries are needed to reconstruct $E$? We give a simple deterministic algorithm to reconstruct trees using $\Delta n\log_\Delta n+(\Delta+2)n$ distance queries and show that even randomised algorithms need to use at least $\frac1{200} \Delta n\log_\Delta n$ queries in expectation. The best previous lower bound was an information-theoretic lower bound of $\Omega(n\log n/\log \log n)$. Our lower bound also extends to related query models including distance queries for phylogenetic trees, membership queries for learning partitions and path queries in directed trees. We extend our deterministic algorithm to reconstruct graphs without induced cycles of length at least $k$ using $O_{\Delta,k}(n\log n)$ queries, which includes various graph classes of interest such as chordal graphs, permutation graphs and AT-free graphs. Since the previously best known randomised algorithm for chordal graphs uses $O_{\Delta}(n\log^2 n)$ queries in expectation, we both get rid off the randomness and get the optimal dependency in $n$ for chordal graphs and various other graph classes. Finally, we build on an algorithm of Kannan, Mathieu, and Zhou [ICALP, 2015] to give a randomised algorithm for reconstructing graphs of treelength $k$ using $O_{\Delta,k}(n\log^2n)$ queries in expectation.


翻译:设 $G=(V,E)$ 是一个最大度为 $\Delta$ 的 $n$ 顶点连通图。给定对顶点集 $V$ 的访问权限,以及一个对于任意两个顶点 $u,v\in V$ 返回它们之间最短路径距离的预言机,重构边集 $E$ 需要多少次查询?我们提出一个简单的确定性算法,使用 $\Delta n\log_\Delta n+(\Delta+2)n$ 次距离查询来重构树,并证明即使是随机化算法,期望下也至少需要 $\frac1{200} \Delta n\log_\Delta n$ 次查询。先前的最佳下界是信息论下界 $\Omega(n\log n/\log \log n)$。我们的下界也适用于相关的查询模型,包括系统发育树的距离查询、学习划分的成员查询以及有向树中的路径查询。我们将确定性算法扩展到重构无长度至少为 $k$ 的诱导圈的图,使用 $O_{\Delta,k}(n\log n)$ 次查询,这涵盖了多种感兴趣的图类,如弦图、置换图和无AT图。由于先前弦图的最佳已知随机化算法期望使用 $O_{\Delta}(n\log^2 n)$ 次查询,我们不仅去除了随机性,还在弦图及其他多种图类中获得了关于 $n$ 的最优依赖性。最后,我们基于 Kannan、Mathieu 和 Zhou 的算法 [ICALP, 2015],给出了一个使用 $O_{\Delta,k}(n\log^2 n)$ 次期望查询来重构树宽为 $k$ 的图的随机化算法。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
【ACL2020】多模态信息抽取,365页ppt
专知会员服务
151+阅读 · 2020年7月6日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18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
【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
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12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
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
2+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
4+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
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
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年9月21日
Arxiv
0+阅读 · 2023年9月20日
Arxiv
0+阅读 · 2023年9月20日
Arxiv
0+阅读 · 2023年9月19日
Arxiv
0+阅读 · 2023年9月19日
Arxiv
0+阅读 · 2023年9月19日
VIP会员
最新内容
为初级军官战术训练设计生成式人工智能平台
专知会员服务
3+阅读 · 今天6:43
《美军条令:作战伤员后送保障》
专知会员服务
3+阅读 · 今天6:38
《美空军条令出版物 4-0,维持》
专知会员服务
2+阅读 · 今天6:32
《基于仿真的空军任务规划优化》
专知会员服务
2+阅读 · 今天6:21
CVPR 2026教程:统一多模态模型走向收敛之路
专知会员服务
6+阅读 · 6月8日
《人工智能在网络防御中的机遇》
专知会员服务
6+阅读 · 6月8日
相关资讯
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12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
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
2+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
4+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
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
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员