We study the computational complexity of bilevel linear programs (BLPs) and bilevel quadratic programs (BQPs) with continuous variables under restrictions on the numbers of variables or constraints. Our results identify new transitions between computational complexity regimes that are inherent to the hierarchical structure of bilevel optimization problems and have no direct counterparts in single-level optimization. First, we demonstrate that, under comparable assumptions, the pessimistic formulation can be computationally harder than its optimistic counterpart. Specifically, while optimistic BLPs are known to be polynomially solvable when the number of follower variables is fixed, we prove that the corresponding pessimistic problem is strongly NP-complete. We also show that this complexity transition is tied to the presence of a nonfixed number of coupling constraints. Second, we show that, in the pessimistic setting with a fixed number of follower constraints, BLPs are polynomially solvable, whereas replacing the follower's linear objective function with a convex quadratic one renders the problem NP-hard. Importantly, this complexity transition occurs even in the absence of coupling constraints. Finally, we demonstrate that replacing a convex quadratic follower objective with a nonconvex quadratic one renders the optimistic problem NP-hard, even when both follower dimensions are fixed and small.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

综述:生成式通信,面向6G的可控生成新范式
专知会员服务
12+阅读 · 7月13日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22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
Github 项目推荐 | 用 Pytorch 实现的 Capsule Network
AI研习社
22+阅读 · 2018年3月7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
0+阅读 · 2017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
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
12+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 10月20日
VIP会员
最新内容
人工智能在军事教育中的应用:若干视角与经验
“星链”减速与不断适应的乌克兰
专知会员服务
1+阅读 · 11月6日
美国中期选举之后:帕兰提尔面临不确定性?
专知会员服务
2+阅读 · 11月6日
《面向国防领域的大语言模型基准测试与适配》
专知会员服务
17+阅读 · 10月28日
世界模型入门:从序贯决策到通用智能体
专知会员服务
19+阅读 · 10月24日
相关VIP内容
综述:生成式通信,面向6G的可控生成新范式
专知会员服务
12+阅读 · 7月13日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017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
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
12+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员