We consider the problem of maximizing a non-negative monotone submodular function subject to a knapsack constraint, which is also known as the Budgeted Submodular Maximization (BSM) problem. Sviridenko (2004) showed that by guessing 3 appropriate elements of an optimal solution, and then executing a greedy algorithm, one can obtain the optimal approximation ratio of $\alpha =1-1/e\approx 0.632$ for BSM. However, the need to guess (by enumeration) 3 elements makes the algorithm of Sviridenko impractical as it leads to a time complexity of $O(n^5)$ (which can be slightly improved using the thresholding technique of Badanidiyuru & Vondrak (2014), but only to roughly $O(n^4)$). Our main results in this paper show that fewer guesses suffice. Specifically, by making only 2 guesses, we get the same optimal approximation ratio of $\alpha$ with an improved time complexity of roughly $O(n^3)$. Furthermore, by making only a single guess, we get an almost as good approximation ratio of $0.6174>0.9767\alpha$ in roughly $O(n^2)$ time. Prior to our work, the only algorithms that were known to obtain an approximation ratio close to $\alpha$ for BSM were the algorithm of Sviridenko and an algorithm of Ene & Nguyen (2019) that achieves $(\alpha-\epsilon)$-approximation. However, the algorithm of Ene & Nguyen requires ${(1/\epsilon)}^{O(1/\epsilon^4)}n\log^2 n$ time, and hence, is of theoretical interest only as ${(1/\epsilon)}^{O(1/\epsilon^4)}$ is huge even for moderate values of $\epsilon$. In contrast, all the algorithms we analyze are simple and parallelizable, which makes them good candidates for practical use. Recently, Tang et al. (2020) studied a simple greedy algorithm that already has a long research history, and proved that its approximation ratio is at least 0.405. We improve over this result, and show that the approximation ratio of this algorithm is within the range [0.427, 0.462].


翻译:我们考虑的是将非负数单调子模式功能最大化的问题。 然而, 需要( 通过罗列) 3 个元素使Sviridenko的算法变得不切实际, 因为它导致一个时间复杂性$O( n%5) 美元( 通过Badanidiyur & Vondrak(2014)的临界技术可以稍有改善, 但只有大约 $O( n=4) 。 我们本文的主要结果显示, $alpha=1/ e\ appro0. 632美元的最佳近似比率。 然而, 只需要猜测( 通过罗列) 3个元素使Sviridenko的算法变得不切实际, 因为它导致一个时间复杂性 $( n%5 美元 ) (可以通过 Badrididiaryruru和 Vondrakrak(2014)的临界值略改进 ) 。 本文的主要结果显示, 仅仅通过两次猜测, 美元( n=3) 美元( 美元) 和 美元( 美元) (n&xial 美元) 美元(national) yal) yal__xal=974\) 的算算算算算算算。

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
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
MIT新书《强化学习与最优控制》
专知会员服务
282+阅读 · 2019年10月9日
最新BERT相关论文清单,BERT-related Papers
专知会员服务
53+阅读 · 2019年9月29日
计算机 | 入门级EI会议ICVRIS 2019诚邀稿件
Call4Papers
10+阅读 · 2019年6月24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
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
LibRec 精选:连通知识图谱与推荐系统
LibRec智能推荐
3+阅读 · 2018年8月9日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25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
已删除
将门创投
6+阅读 · 2017年7月6日
Arxiv
0+阅读 · 2021年4月2日
VIP会员
最新内容
人工智能赋能无人机:俄乌战争(万字长文)
专知会员服务
4+阅读 · 今天6:56
国外海军作战管理系统与作战训练系统
专知会员服务
2+阅读 · 今天4:16
美军条令《海军陆战队规划流程(2026版)》
专知会员服务
9+阅读 · 今天3:36
《压缩式分布式交互仿真标准》120页
专知会员服务
4+阅读 · 今天3:21
《电子战数据交换模型研究报告》
专知会员服务
6+阅读 · 今天3:13
《基于Transformer的异常舰船导航识别与跟踪》80页
《低数据领域军事目标检测模型研究》
专知会员服务
6+阅读 · 今天2:37
【CMU博士论文】物理世界的视觉感知与深度理解
专知会员服务
10+阅读 · 4月22日
伊朗战争停火期间美军关键弹药状况分析
专知会员服务
8+阅读 · 4月22日
电子战革命:塑造战场的十年突破(2015–2025)
相关VIP内容
专知会员服务
52+阅读 · 2020年12月14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
MIT新书《强化学习与最优控制》
专知会员服务
282+阅读 · 2019年10月9日
最新BERT相关论文清单,BERT-related Papers
专知会员服务
53+阅读 · 2019年9月29日
相关资讯
计算机 | 入门级EI会议ICVRIS 2019诚邀稿件
Call4Papers
10+阅读 · 2019年6月24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
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
LibRec 精选:连通知识图谱与推荐系统
LibRec智能推荐
3+阅读 · 2018年8月9日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25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
已删除
将门创投
6+阅读 · 2017年7月6日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员