We establish that a practical polynomial-time algorithm obtains near-optimal $\frac23$-balanced vertex separators for a number of graph classes, including genus-$g$ graphs, $K_h$-minor-free graphs, and geometric graphs. For many of these classes, our polynomial-time separator bounds improve on previous work. Moreover, unlike previous work, all these separators are produced by a single unified algorithm that has no specialization for the graph class, and this algorithm admits a scalable implementation with good empirical results. Furthermore, our approach is robust to graphs falling just outside these classes, making it appropriate for practical applications like road networks. A key distinction of our approach, compared to previous work, is the disentanglement of our algorithm and its analysis for specific graph classes. Our algorithm is based on a newly improved form of a recent Cheeger-style inequality relating the value of a special semidefinite program to vertex expansion. Our analysis then only has to directly bound the value of this semidefinite program for each graph class, and constructions for these bounds need not be algorithmic. Finally, we obtain several results of independent interest. These include an improved (existential) separator theorem for intersection graphs of $k$-ply $d$-dimensional balls, an improved bound on the Fiedler value of genus-$g$ graphs, and a complete spectral proof of the planar separator theorem.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
20+阅读 · 2019年5月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
论文浅尝 | Open world Knowledge Graph Completion
开放知识图谱
19+阅读 · 2018年1月30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
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 · 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 · 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
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
VIP会员
最新内容
《衡量语言模型中的作战规划能力》
专知会员服务
1+阅读 · 今天14:34
Maven智能系统:帕兰提尔军事人工智能平台详解
专知会员服务
2+阅读 · 今天14:21
《测试自动化框架在敏捷软件开发中的角色》
专知会员服务
1+阅读 · 今天14:09
俄罗斯如何拦截乌克兰无人机与巡航导弹
专知会员服务
9+阅读 · 10月15日
《武器-目标分配问题:精确与近似求解算法》
专知会员服务
14+阅读 · 10月15日
综述|谁来改进机器人?迈向物理递归自我改进
专知会员服务
11+阅读 · 10月14日
软件定义无人机蜂群给防空带来全新压力
专知会员服务
10+阅读 · 10月13日
相关VIP内容
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+阅读 · 2019年10月17日
相关基金
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 · 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 · 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
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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员