We devise a data structure that can answer shortest path queries for two query points in a polygonal domain $P$ on $n$ vertices. For any $\varepsilon > 0$, the space complexity of the data structure is $O(n^{10+\varepsilon })$ and queries can be answered in $O(\log n)$ time. Alternatively, we can achieve a space complexity of $O(n^{9+\varepsilon })$ by relaxing the query time to $O(\log^2 n)$. This is the first improvement upon a conference paper by Chiang and Mitchell from 1999. They present a data structure with $O(n^{11})$ space complexity and $O(\log n)$ query time. Our main result can be extended to include a space-time trade-off. Specifically, we devise data structures with $O(n^{9+\varepsilon}/\hspace{1pt} \ell^{4 + O(\varepsilon )})$ space complexity and $O(\ell \log^2 n )$ query time, for any integer $1 \leq \ell \leq n$. Furthermore, we present improved data structures with $O(\log n)$ query time for the special case where we restrict one (or both) of the query points to lie on the boundary of $P$. When one of the query points is restricted to lie on the boundary, and the other query point is unrestricted, the space complexity becomes $O(n^{6+\varepsilon})$. When both query points are on the boundary, the space complexity is decreased further to $O(n^{4+\varepsilon })$, thereby improving an earlier result of Bae and Okamoto.


翻译:我们设计了一种数据结构,用于在具有$n$个顶点的多边形域$P$中回答两个查询点的最短路径查询。对于任意$\varepsilon > 0$,该数据结构的空间复杂度为$O(n^{10+\varepsilon })$,查询可在$O(\log n)$时间内完成。或者,通过将查询时间放宽至$O(\log^2 n)$,我们可以实现$O(n^{9+\varepsilon })$的空间复杂度。这是对Chiang和Mitchell于1999年发表的会议论文的首次改进。他们提出的数据结构具有$O(n^{11})$的空间复杂度和$O(\log n)$的查询时间。我们的主要结果可扩展至包含时空权衡。具体而言,针对任意整数$1 \leq \ell \leq n$,我们设计了空间复杂度为$O(n^{9+\varepsilon}/\hspace{1pt} \ell^{4 + O(\varepsilon )})$、查询时间为$O(\ell \log^2 n )$的数据结构。此外,针对一个(或两个)查询点限制在$P$边界上的特殊情况,我们提出了查询时间为$O(\log n)$的改进数据结构。当一个查询点限制在边界上而另一个查询点无限制时,空间复杂度变为$O(n^{6+\varepsilon})$。当两个查询点均在边界上时,空间复杂度进一步降低至$O(n^{4+\varepsilon })$,从而改进了Bae和Okamoto的先前结果。

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
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
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
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
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
2+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
Anomalous Instance Detection in Deep Learning: A Survey
Deep Learning in Video Multi-Object Tracking: A Survey
Arxiv
58+阅读 · 2019年7月31日
VIP会员
最新内容
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
7+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
8+阅读 · 6月17日
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
6+阅读 · 6月17日
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
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
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
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
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
2+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