计算机科学 > 数据结构与算法
[提交于 2025年8月28日
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标题: 大型平衡独立集的尖锐在线难度
标题: Sharp Online Hardness for Large Balanced Independent Sets
摘要: 我们研究在密集随机二部图中寻找大$\gamma$-平衡独立集的算法问题;一个独立集是$\gamma$-平衡的,如果其顶点的$\gamma$比例位于二部划分的一侧。 在稀疏区域,Perkins 和 Wang 在低次数多项式 (LDP) 框架内建立了紧界,通过为稳定算法定制的重叠间隙属性 (OGP) 框架展示了因子$1/(1-\gamma)$的统计-计算差距。 然而,这些技术似乎无法扩展到密集设置。 对于密集随机图中的相关大独立集问题,已知最好的算法是一种本质上不稳定的在线贪心过程,而 LDP 算法在贪心算法成功的情况下也被猜想会失败。 我们证明,在密集随机二部图中,最大的$\gamma$-平衡独立集的大小为$\alpha:=\frac{\log_b n}{\gamma(1-\gamma)}$,几乎必然,其中$n$是每个二部集的大小,$p$是边概率,$b=1/(1-p)$。 我们设计了一个在线算法,对于任何$\epsilon>0$,几乎必然能实现$(1-\epsilon)(1-\gamma)\alpha$。 我们补充了一个精确的下界,表明没有在线算法可以以可忽略的概率达到$(1+\epsilon)(1-\gamma)\alpha$。 我们的结果表明,在密集情况下,同样的因子-$1/(1-\gamma)$间隙也存在,支持其猜想的普遍性。 虽然在$G(n,p)$上的经典贪心过程是直接的,但我们的算法更为复杂:它分为两个阶段,结合了停止时间和适当的截断,以确保尽管在有限信息下操作,也能满足$\gamma$-平衡性-这一全局约束。 我们的下界利用了OGP框架;我们建立在对在线模型的最近改进框架之上,并将其扩展到二部情况。
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