This paper studies algorithmic meta theorems for property testing with \emph{constant running time} in the bounded degree model. In (Adler, Harwath 2018) it was shown that on graph classes $\mathcal C^{w}_d$ consisting of all graphs with both degree at most $d$ and treewidth at most $w$, every problem expressible in monadic second-order logic with counting (CMSO) is testable with \emph{polylogarithmic} running time (where $d,w\in \mathbb N$ are fixed). It was left open whether this can be improved to \emph{constant} running time. In this paper we give a positive answer for testing CMSO on classes $\mathcal C^{c}_d$, where $d$ bounds the degree and $c$ bounds the component size. Our main result shows constant time testability of first-order logic with modulo counting (FOMOD) on $\mathcal C^{c}_d$. For our proof we tailor Hanf normal form of FOMOD to our setting, and we exhibit a number-theoretic `patchability' condition that allows to infer global information on the input graph from a local sample of constant size. We believe that our `patchability' might be of independent interest. The step from FOMOD to CMSO then follows from a result by (Eickmeyer, Elberfeld, Harwath, 2017) on the expressive power of order invariant monadic second-order logic on classes of bounded treedepth.


翻译:本文研究有界度模型中具有**常数运行时间**的性质测试的算法元定理。在Adler与Harwath(2018)的工作中,他们证明了:对于由度数不超过d且树宽不超过w的所有图构成的图类$\mathcal C^{w}_d$(其中$d,w\in \mathbb N$为固定常数),每个可用带计数的一元二阶逻辑(CMSO)表达的问题均可在**多对数**运行时间内被测试。但能否将运行时间改进为**常数**的问题仍悬而未决。本文对组件大小有界且度数有界的图类$\mathcal C^{c}_d$给出了肯定答案:CMSO可在该类上被常数时间测试。我们的主要结果证明了:一阶模计数逻辑(FOMOD)在$\mathcal C^{c}_d$上具有常数时间可测试性。在证明中,我们将FOMOD的Hanf范式定制到当前场景,并提出一种数论上的“可修补性”条件,该条件允许从常数大小的局部样本推断输入图的全局信息。我们相信,“可修补性”本身可能具有独立的研究价值。从FOMOD到CMSO的跃迁则基于Eickmeyer、Elberfeld与Harwath(2017)关于有界树深类上序不变一元二阶逻辑表达能力的结论。

0
下载
关闭预览

相关内容

图深度学习在时间序列处理中的应用:预测、重构与分析
专知会员服务
35+阅读 · 2024年11月30日
《有限时间范围鲁棒性在导弹交战中的应用》165页
专知会员服务
40+阅读 · 2024年4月8日
时间序列复杂网络分析中的可视图方法研究综述
专知会员服务
29+阅读 · 2024年4月2日
【干货书】无穷维统计模型的数学基础,705页pdf
专知会员服务
73+阅读 · 2023年10月23日
【干货书】图论导论,An introduction to graph theory,422页pdf
专知会员服务
37+阅读 · 2023年8月23日
【AAAI 2022】神经分段常时滞微分方程
专知会员服务
35+阅读 · 2022年1月14日
R语言时间序列分析
R语言中文社区
12+阅读 · 2018年11月19日
时序异常检测算法概览
论智
29+阅读 · 2018年8月30日
R语言之数据分析高级方法「时间序列」
R语言中文社区
17+阅读 · 2018年4月24日
图上的归纳表示学习
科技创新与创业
23+阅读 · 2017年11月9日
回归预测&时间序列预测
GBASE数据工程部数据团队
44+阅读 · 2017年5月17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
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015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
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
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12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
2+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
6+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
3+阅读 · 6月17日
相关资讯
R语言时间序列分析
R语言中文社区
12+阅读 · 2018年11月19日
时序异常检测算法概览
论智
29+阅读 · 2018年8月30日
R语言之数据分析高级方法「时间序列」
R语言中文社区
17+阅读 · 2018年4月24日
图上的归纳表示学习
科技创新与创业
23+阅读 · 2017年11月9日
回归预测&时间序列预测
GBASE数据工程部数据团队
44+阅读 · 2017年5月17日
相关基金
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
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015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
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
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员