Let $G=(V,E)$ be an unweighted undirected graph with $n$ vertices and $m$ edges. Let $g$ be the girth of $G$, that is, the length of a shortest cycle in $G$. We present a randomized algorithm with a running time of $\tilde{O}\big(\ell \cdot n^{1 + \frac{1}{\ell - \varepsilon}}\big)$ that returns a cycle of length at most $ 2\ell \left\lceil \frac{g}{2} \right\rceil - 2 \left\lfloor \varepsilon \left\lceil \frac{g}{2} \right\rceil \right\rfloor, $ where $\ell \geq 2$ is an integer and $\varepsilon \in [0,1]$, for every graph with $g = polylog(n)$. Our algorithm generalizes an algorithm of Kadria \etal{} [SODA'22] that computes a cycle of length at most $4\left\lceil \frac{g}{2} \right\rceil - 2\left\lfloor \varepsilon \left\lceil \frac{g}{2} \right\rceil \right\rfloor $ in $\tilde{O}\big(n^{1 + \frac{1}{2 - \varepsilon}}\big)$ time. Kadria \etal{} presented also an algorithm that finds a cycle of length at most $ 2\ell \left\lceil \frac{g}{2} \right\rceil $ in $\tilde{O}\big(n^{1 + \frac{1}{\ell}}\big)$ time, where $\ell$ must be an integer. Our algorithm generalizes this algorithm, as well, by replacing the integer parameter $\ell$ in the running time exponent with a real-valued parameter $\ell - \varepsilon$, thereby offering greater flexibility in parameter selection and enabling a broader spectrum of combinations between running times and cycle lengths. We also show that for sparse graphs a better tradeoff is possible, by presenting an $\tilde{O}(\ell\cdot m^{1+1/(\ell-\varepsilon)})$ time randomized algorithm that returns a cycle of length at most $2\ell(\lfloor \frac{g-1}{2}\rfloor) - 2(\lfloor \varepsilon \lfloor \frac{g-1}{2}\rfloor \rfloor+1)$, where $\ell\geq 3$ is an integer and $\varepsilon\in [0,1)$, for every graph with $g=polylog(n)$. To obtain our algorithms we develop several techniques and introduce a formal definition of hybrid cycle detection algorithms. [...]


翻译:设 $G=(V,E)$ 为具有 $n$ 个顶点和 $m$ 条边的无向无权图,$g$ 表示 $G$ 的周长(即 $G$ 中最短环的长度)。针对周长满足 $g = polylog(n)$ 的任意图,我们提出一种随机化算法,其运行时间为 $\tilde{O}\big(\ell \cdot n^{1 + \frac{1}{\ell - \varepsilon}}\big)$,并返回长度不超过 $2\ell \left\lceil \frac{g}{2} \right\rceil - 2 \left\lfloor \varepsilon \left\lceil \frac{g}{2} \right\rceil \right\rfloor$ 的环,其中 $\ell \geq 2$ 为整数,$\varepsilon \in [0,1]$。该算法推广了 Kadria 等人 [SODA'22] 提出的算法——该算法可在 $\tilde{O}\big(n^{1 + \frac{1}{2 - \varepsilon}}\big)$ 时间内返回长度不超过 $4\left\lceil \frac{g}{2} \right\rceil - 2\left\lfloor \varepsilon \left\lceil \frac{g}{2} \right\rceil \right\rfloor$ 的环。Kadria 等人还提出一种算法,可在 $\tilde{O}\big(n^{1 + \frac{1}{\ell}}\big)$ 时间内返回长度不超过 $2\ell \left\lceil \frac{g}{2} \right\rceil$ 的环(其中 $\ell$ 必须为整数)。我们的算法进一步推广了该算法:将运行时间指数中的整数参数 $\ell$ 替换为实值参数 $\ell - \varepsilon$,从而在参数选择上提供更大灵活性,并实现运行时间与环长度之间更广泛的组合谱系。我们还证明,对于稀疏图可实现更优的折衷方案:针对周长满足 $g=polylog(n)$ 的任意图,提出一种运行时间为 $\tilde{O}(\ell\cdot m^{1+1/(\ell-\varepsilon)})$ 的随机化算法,可返回长度不超过 $2\ell(\lfloor \frac{g-1}{2}\rfloor) - 2(\lfloor \varepsilon \lfloor \frac{g-1}{2}\rfloor \rfloor+1)$ 的环,其中 $\ell\geq 3$ 为整数,$\varepsilon\in [0,1)$。为获得这些算法,我们发展了多项技术,并引入了混合环检测算法的形式化定义。

0
下载
关闭预览

相关内容

EMNLP2024|从知识图谱中习得大语言模型的规划能力
专知会员服务
31+阅读 · 2024年11月27日
SIGIR2024|现实场景下的多模态知识图谱补全
专知会员服务
30+阅读 · 2024年5月11日
Graph Transformer近期进展
专知会员服务
65+阅读 · 2023年1月5日
【NeurIPS2022】图谱视角下的图对比学习
专知会员服务
26+阅读 · 2022年10月9日
最新《图嵌入组合优化》综述论文,40页pdf
专知会员服务
35+阅读 · 2020年9月7日
【Code】GraphSAGE 源码解析
AINLP
31+阅读 · 2020年6月22日
知识图谱最新研究综述
深度学习自然语言处理
45+阅读 · 2020年6月14日
论文浅尝 | 面向时序知识图谱推理的循环事件网络
开放知识图谱
78+阅读 · 2019年9月22日
vae学习笔记
CreateAMind
22+阅读 · 2019年6月18日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12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
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 · 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
0+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 6月9日
Arxiv
0+阅读 · 6月8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 · 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
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员