×

Bilu-Linial稳定性、认证算法和独立集问题。 (英语) 兹伯利07525444

Bender,Michael A.(编辑)等人,第27届欧洲算法年会,《2019年欧洲账户体系》,德国慕尼黑/加兴,2019年9月9日至11日。诉讼程序。Wadern:Schloss Dagstuhl–Leibniz Zentrum für Informatik出版社。LIPIcs–莱布尼茨国际程序。通知。144,第7条,第16页(2019年)。
摘要:我们在引入稳定性概念的情况下研究了经典的最大独立集问题Y.比卢N.线性[(2010)]:如果独立集的加权实例具有唯一的最优解,并且在权重的乘法扰动下,该唯一最优解最多为因子(gamma \ge 1),则该实例是(gamma\)-稳定的。然后,目标是准确有效地恢复这个“明显”的最佳解决方案。在这项工作中,我们解决了几类图上独立集的稳定实例:我们通过求解最大度图上的稳定实例、可着色图上的(k-1)稳定实例和(1+epsilon),改进了以前的结果-平面图上的稳定实例(对于任何固定ε>0),使用组合技术以及LP和Sherali-Adams层次结构。
对于一般图,我们给出了一个强大的下界,表明在植根团猜想的假设下,对于独立集的(O(n^(1/2-epsilon))稳定实例,没有有效的算法。为了补充我们的否定结果,我们给出了(epsilon)稳定实例的一个算法,适用于任何固定的\(\epsilon>0\)。作为我们技术的副产品,我们通过利用节点多路切割与顶点覆盖的连接,给出了节点多路切割(边缘多路切割的推广)的稳定实例的算法和下界。此外,我们还证明了一个一般的结构结果,该结果表明,在稳定的情况下,几个最大化问题的凸松弛的积分间隙显著减小。
此外,我们还开始了对独立集的认证算法的研究。Makarychev和Makarychev(2018)最近引入了gamma-certified算法的概念,它是一类满足一个关键属性的gamma-近似算法:返回的解对于原始实例的扰动是最优的,其中扰动再次乘法到因子\(\gamma\ge1)(因此,此类算法不仅能以最佳方式解决gamma-stable实例,而且即使在不稳定的实例上也有保证)。在这里,我们获得了最大度Delta图上独立集的Delta认证算法,以及平面图上的(1+epsilon)认证算法。最后,我们分析了Berman和Fürer(1994)的算法,证明了它是最大度Delta图上独立集的((Delta+1)/3+epsilon)-证明算法,其中所有权值都等于1。
有关整个系列,请参见[Zbl 1423.68016号].

MSC公司:

68瓦xx 计算机科学中的算法
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用

参考文献:

[1] 诺加·阿隆和纳比尔·卡哈尔。通过θ-函数近似独立数。数学。程序。,80:253-264, 1998. ·Zbl 0895.90169号
[2] 诺加·阿隆、迈克尔·克里夫列维奇和本尼·苏达科夫。在随机图中找到一个大的隐藏集团。随机结构与算法,13(3-4):457-4661998·兹比尔0959.05082
[3] 哈里斯·安吉利达基斯(Haris Angelidakis)、普兰贾尔·阿瓦西(Pranjal Awasthi)、阿夫林·布鲁姆(Avrim Blum)、瓦戈斯·查茨亚弗拉提斯(Vaggos Chatziafratis)和陈丹(Chen Dan)。Bilu-Linial稳定性、认证算法和独立集问题。CoRR,abs/1810.084142018年。arXiv:1810.08414。
[4] 哈里斯·安吉利达基斯、康斯坦丁·马卡里切夫和尤里·马卡利切夫。稳定和扰动-稳定问题的算法。2017年第49届ACM SIGACT计算机理论研讨会(STOC)会议记录,第438-451页·Zbl 1370.68115号
[5] Per Austrin、Subhash Khot和Muli Safra。有界度图中顶点覆盖与独立集的不逼近性。计算理论,7(1):27-432011·兹比尔1243.68183
[6] Pranjal Awasthi、Avrim Blum和Or Sheffet。扰动稳定性下的中心聚类。信息处理。莱特。,112(1-2):49-54, 2012. ·Zbl 1233.68233号
[7] 布伦达·S·贝克。平面图上NP-完全问题的近似算法。美国医学杂志,41(1):153-1801994·Zbl 0807.68067号
[8] 玛丽亚·福丽娜·巴尔坎、尼卡·哈塔拉布和科林·怀特。扰动弹性下的k-中心聚类。第43届国际自动化、语言和编程学术讨论会(ICALP)会议记录,第68:1-68:14页,2016年·Zbl 1388.68098号
[9] 玛丽亚·福丽娜·巴尔坎和梁英玉。扰动弹性下的聚类。SIAM J.计算。,45(1):102-155, 2016. ·Zbl 1357.68159号
[10] 尼基尔·班萨尔。稀疏图中独立集的逼近。2015年第26届ACM-SIAM离散算法(SODA)年会论文集,第1-8页·Zbl 1372.68295号
[11] 尼基尔·班萨尔(Nikhil Bansal)、阿努帕姆·古普塔(Anupam Gupta)和古鲁加内什(Guru Guruganesh)。稀疏图中独立集的Lovász Theta函数。2015年第47届年度ACM计算机理论研讨会(STOC)论文集,第193-200页·Zbl 1321.05176号
[12] Nikhil Bansal、Daniel Reichman和Seeun William Umbow。基于LP的有界树宽图和无噪声树宽图的鲁棒算法。在第28届ACM-SIAM离散算法年度研讨会(SODA)的会议记录中,1964-19792017页·Zbl 1417.90142号
[13] 彼得·伯曼和马丁·福勒。有界度图中最大独立集的逼近。第五届ACM-SIAM离散算法(SODA)年会论文集,第365-371页,1994年·Zbl 0873.68163号
[14] 丹尼尔·宾斯托克和努里·奥兹贝。树宽和Sherali-Adams操作员。离散优化,1(1):13-212004·Zbl 1154.90548号
[15] 约纳坦·比卢。关于图的谱特性及其在聚类中的应用。博士论文,第77-78页,2004年。
[16] Yonatan Bilu、Amit Daniely、Nati Linial和Michael E.Saks。关于MAXCUT的实际有趣的实例。2013年第30届计算机科学理论方面国际研讨会(STACS)论文集,第526-537页·Zbl 1354.68106号
[17] 约纳坦·比卢和内森·利尼尔。稳定实例容易吗?组合数学,概率与计算,21(5):643-6602012·Zbl 1283.68153号
[18] Avrim Blum和Joel Spencer。着色随机和半随机k-可着色图。算法杂志,19(2):204-2341995·Zbl 0834.05025号
[19] 汉斯·博德兰德。树宽有界的图的部分k-树丛。理论计算机科学,209(1):1-451998·Zbl 0912.68148号
[20] R.L.布鲁克斯。《网络节点着色》,《剑桥哲学学会数学学报》,37(2):194-1971941·兹比尔0027.26403
[21] 小安·陈。来自成对独立子群的近似阻力。J.ACM,63(3):27:1-27:32,2016年。7:15 ·Zbl 1426.68115号
[22] Vaggos Chatziafratis、Tim Roughgarden和Jan Vondrák。独立系统的稳定性和恢复。2017年第25届欧洲算法研讨会(ESA)会议记录,第26:1-26:15页·Zbl 1442.68263号
[23] Chandra Chekuri和Shalmoli Gupta。基于LP松弛的k-中心扰动弹性聚类及相关问题。2018年第21届组合优化问题近似算法国际会议论文集(APPROX)·Zbl 1521.68269号
[24] 伊登·克拉姆塔克(Eden Chlamtac)和马杜尔·图尔萨尼(Madhur Tulsiani)。凸松弛和积分间隙,第139-169页。美国施普林格,马萨诸塞州波士顿,2012年·Zbl 1334.90099号
[25] 文森特·科恩·阿达德(Vincent Cohen-Addad)和克里斯·施维格尔肖恩(Chris Schwiegelshohn)。关于稳定聚类实例的局部结构。2017年第58届IEEE计算机科学基础年会(FOCS)会议记录,第49-60页。
[26] Amit Deshpande、Anand Louis和Apoorv Vikram Singh。关于具有alpha中心邻近度的欧氏k-均值聚类。第22届国际人工智能与统计会议(AISTATS),第2087-2095页,2019年。
[27] 乌列尔·菲戈。通过删除子图近似最大团。SIAM J.离散数学。,18(2):219-225, 2004. ·Zbl 1068.05052号
[28] 乌列尔·菲戈和乔·基利安。半随机图问题的启发式。计算机与系统科学杂志,63(4):639-6712001·Zbl 1006.68103号
[29] 维塔利·费尔德曼(Vitaly Feldman)、埃琳娜·格里戈雷斯库(Elena Grigorescu)、列夫·雷津(Lev Reyzin)、桑托什·温帕拉(Santosh Vempala)和英肖(Ying Xiao)。统计算法和检测蓄意集团的下限。J.ACM,64(2):8:1-8:37,2017年·Zbl 1397.68085号
[30] Zachary Friggstad、Kamyar Khodamaradi和Mohammad R.Salavatipour。欧氏k-MEANS稳定实例的精确算法和下限。第30届ACM-SIAM离散算法(SODA)研讨会论文集,第2958-2972页,2019年·兹比尔1432.68516
[31] 马格努斯·M·哈尔德森。加权独立集的逼近与遗传子集问题。J.图形算法应用。,4(1), 2000. ·Zbl 0952.05069号
[32] Magnüs M.Halldórsson和Jaikumar Radhakrishnan。通过子图删除改进了有界图中独立元集的逼近。Nord.J.计算。,1(4):475-492, 1994. ·兹伯利0817.68088
[33] Eran Halperin。图和超图中顶点覆盖问题的改进近似算法。SIAM J.计算。,31(5):1608-1623, 2002. ·Zbl 1041.68130号
[34] 约翰·哈斯塔德。集团很难在n 1-ε内近似。第37届计算机科学基础年度研讨会(FOCS)论文集,第627-636页,1996年。
[35] 多里特·霍奇鲍姆。稳定集、顶点覆盖和集填充问题的有效界。离散应用数学,6(3):243-2541983·Zbl 0523.05055号
[36] 秋叶嘉子、小野高雄、平田富夫和马格努斯·M·哈尔德森。稀疏图中加权独立集问题的近似算法。离散应用数学,157(4):617-6262009·Zbl 1173.05352号
[37] Subhash Khot和Ashok Kumar Ponnuswami。MaxClique、色数和Min-3Lin-Deletion的不近似性结果更好。第33届国际自动化、语言和编程学术讨论会(ICALP)会议记录,第226-237页,2006年·Zbl 1223.68047号
[38] 亨特·朗(Hunter Lang)、大卫·桑塔格(David Sontag)和阿拉文丹·维贾亚拉哈万(Aravindan Vijayaraghavan)。稳定实例上近似推理算法的最优性。第21届国际人工智能与统计会议(AISTATS),第1157-1166页,2018年。
[39] 亨特·朗(Hunter Lang)、大卫·桑塔格(David Sontag)和阿拉文丹·维贾亚拉哈万(Aravindan Vijayaraghavan)。MAP推断的块稳定性。第22届国际人工智能与统计会议(AISTATS),第216-225页,2019年。
[40] Avner Magen和Mohammad Moharrami。基于Sherali-Adams层次的无子图上最大独立集的鲁棒算法。第十二届组合优化问题近似算法国际研讨会论文集(APPROX),第258-271页,2009年·Zbl 1255.68306号
[41] 康斯坦丁·马卡里切夫和尤里·马卡里切夫。经认证的近似算法:桥接最坏情况和超越最坏情况的分析。手稿,2018年。7:16
[42] 双线性稳定性、证明算法和独立集问题
[43] 康斯坦丁·马卡里切夫(Konstantin Makarychev)、尤里·马卡利切夫(Yury Makaryschev)和阿拉文丹·维贾亚拉哈万(Aravindan Vijayaraghavan)。最大切割和最小多向切割的双线性稳定实例。2014年第25届ACM-SIAM离散算法(SODA)年会论文集,第890-906页·Zbl 1422.68127号
[44] 尤里·马卡里切夫。私人通信,2018。
[45] Raghu Meka、Aaron Potechin和Avi Wigderson。种植集团的平方和下限。2015年第47届年度ACM计算机理论研讨会(STOC)论文集,第87-96页·Zbl 1321.05241号
[46] 马图斯·米哈拉克、马塞尔·施根斯、拉斯蒂斯拉夫·斯拉梅克和彼得·维德迈尔。稳定性考虑下度量TSP的复杂性。2011年《SOFSEM:计算机科学的理论与实践——第37届计算机科学理论与实践当前趋势会议》,第382-393页,2011年·Zbl 1298.90088号
[47] G.L.Nemhauser和L.E.Trotter。顶点填充:结构属性和算法。数学规划,8(1):232-2481975·兹比尔0314.90059
[48] Leslie G.Valiant和Vijay V.Vazirani。NP就像检测独特的解决方案一样简单。西奥。计算。科学。,47(3):85-93, 1986. ·Zbl 0621.68030号
[49] 大卫·扎克曼。线性度提取器与最大团和色数的不可接近性。2006年第38届ACM计算机理论研讨会(STOC)论文集,第681-690页·Zbl 1301.68152号
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。