We give a poly-time algorithm for the $k$-edge-connected spanning subgraph ($k$-ECSS) problem that returns a solution of cost no greater than the cheapest $(k+10)$-ECSS on the same graph. Our approach enhances the iterative relaxation framework with a new ingredient, which we call ghost values, that allows for high sparsity in intermediate problems. Our guarantees improve upon the best-known approximation factor of $2$ for $k$-ECSS whenever the optimal value of $(k+10)$-ECSS is close to that of $k$-ECSS. This is a property that holds for the closely related problem $k$-edge-connected spanning multi-subgraph ($k$-ECSM), which is identical to $k$-ECSS except edges can be selected multiple times at the same cost. As a consequence, we obtain a $\left(1+O\left(\frac{1}{k}\right)\right)$-approximation algorithm for $k$-ECSM, which resolves a conjecture of Pritchard and improves upon a recent $\left(1+O\left(\frac{1}{\sqrt{k}}\right)\right)$-approximation algorithm of Karlin, Klein, Oveis Gharan, and Zhang. Moreover, we present a matching lower bound for $k$-ECSM, showing that our approximation ratio is tight up to the constant factor in $O\left(\frac{1}{k}\right)$, unless $P=NP$.


翻译:针对$k$边连通生成子图($k$-ECSS)问题,我们提出一种多项式时间算法,该算法返回的解成本不超过同一图中最便宜的$(k+10)$-ECSS成本。我们的方法在迭代松弛框架中引入新要素——幽灵值,使得中间问题具有高度稀疏性。当$(k+10)$-ECSS的最优值接近$k$-ECSS时,我们的保证优于$k$-ECSS目前最佳$2$近似因子。该性质同样适用于密切相关的$k$边连通生成多子图($k$-ECSM)问题——该问题与$k$-ECSS定义相同,但允许边以相同成本被多次选择。由此,我们得到$k$-ECSM的$\left(1+O\left(\frac{1}{k}\right)\right)$近似算法,解决了Pritchard的猜想,并改进了Karlin、Klein、Oveis Gharan和Zhang近期提出的$\left(1+O\left(\frac{1}{\sqrt{k}}\right)\right)$近似算法。此外,我们给出$k$-ECSM的匹配下界,证明除非$P=NP$,否则我们的近似比在$O\left(\frac{1}{k}\right)$的常数因子内是最优的。

0
下载
关闭预览

相关内容

牛津大学最新《计算代数拓扑》笔记书,107页pdf
专知会员服务
44+阅读 · 2022年2月17日
专知会员服务
33+阅读 · 2021年3月7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
ExBert — 可视化分析Transformer学到的表示
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月16日
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17日
可解释AI(XAI)工具集—DrWhy
专知
25+阅读 · 2019年6月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3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
CNN 反向传播算法推导
统计学习与视觉计算组
30+阅读 · 2017年12月29日
可解释的CNN
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月5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
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
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
3+阅读 · 2014年12月31日
Hashing Modulo Context-Sensitive $α$-Equivalence
Arxiv
0+阅读 · 2024年1月5日
Arxiv
0+阅读 · 2024年1月5日
VIP会员
最新内容
《通过小型无人机系统将情报能力“作战化”》
消耗优势:美军的“精确规模化”概念
专知会员服务
8+阅读 · 6月15日
《离线语言支持系统:面向空战战术决策》
专知会员服务
9+阅读 · 6月15日
相关VIP内容
牛津大学最新《计算代数拓扑》笔记书,107页pdf
专知会员服务
44+阅读 · 2022年2月17日
专知会员服务
33+阅读 · 2021年3月7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
ExBert — 可视化分析Transformer学到的表示
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月16日
相关资讯
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17日
可解释AI(XAI)工具集—DrWhy
专知
25+阅读 · 2019年6月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3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
CNN 反向传播算法推导
统计学习与视觉计算组
30+阅读 · 2017年12月29日
可解释的CNN
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月5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
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
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
3+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员