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Enregistrement W3018088442 · doi:10.1137/1.9781611976465.75

Dynamic Maintenance of Low-Stretch Probabilistic Tree Embeddings with Applications

2021· preprint· en· W3018088442 sur OpenAlexaff
Sebastian Forster, Gramoz Goranci, Monika Henzinger

Notice bibliographique

RevueSociety for Industrial and Applied Mathematics eBooks · 2021
Typepreprint
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueComplexity and Algorithms in Graphs
Établissements canadiensUniversity of Toronto
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésProbabilistic logicTree (set theory)PruningAlgorithmComputer scienceBinary logarithmEmbeddingCombinatoricsTime complexityApproximation algorithmProbabilistic analysis of algorithmsDynamic problemMathematicsDiscrete mathematicsTheoretical computer scienceArtificial intelligence

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

We give the first non-trivial fully dynamic probabilistic tree embedding algorithm for a weighted, undirected graph G with n nodes and at most m edges undergoing edge insertions and deletions. The goal in this problem is to maintain a tree containing all nodes of G with a randomized algorithm such that for every edge (u, v) of G the expected length of the path from u to v in the tree exceeds the weight of the edge (u, v) only by a small multiplicative factor, called the stretch of the embedding. In this paper, we obtain a trade-off between amortized update time and expected stretch against an oblivious adversary. At the two extremes of this trade-off, we can maintain a tree of expected stretch O(log4 n) with update time m1/2+o(1) or a tree of expected stretch no(1) with update time no(1) (for edge weights polynomial in n). A guarantee of the latter type has so far only been known for maintaining tree embeddings with average (instead of expected) stretch [Chechik/Zhang, SODA '20]. Our main result has direct implications to fully dynamic approximate distance oracles and fully dynamic buy-at-bulk network design as our trade-off from above carries over to these two problems with minor overheads. For dynamic distance oracles, our result is the first to break the update-time barrier. For buy-at-bulk network design, a problem which also in the static setting heavily relies on probabilistic tree embeddings, we give the first non-trivial dynamic algorithm. As probabilistic tree embeddings are an important tool in static approximation algorithms, we expect our result to have further applications in dynamic approximation algorithms. From a technical perspective, we obtain our main result by first designing a decremental (i.e., deletionsonly) algorithm for probabilistic low-diameter decompositions via a careful combination of Bartal's ball-growing approach [FOCS ‘96] with the pruning framework of Chechik and Zhang [SODA ‘20]. Such a low-diameter decomposition is the heart of Bartal's seminal tree embedding construction and we show how to adapt it to the decremental setting. We then extend this to a fully dynamic algorithm by significantly enriching a well-known “decremental to fully dynamic” reduction with a new bootstrapping idea to recursively employ a fully dynamic algorithm instead of a static one in this reduction. By additionally exploiting certain properties of our tree embedding, this bootstrapping scheme can be made highly efficient.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,002
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,015
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,004
Score d'incertitude au seuil0,013

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0020,015
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,002
Études des sciences et des technologies0,0010,001
Communication savante0,0020,010
Science ouverte0,0040,006
Intégrité de la recherche0,0020,003
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0040,001

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,033
Tête enseignante GPT0,250
Écart entre enseignants0,217 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations6
Publié2021
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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