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Enregistrement W4411141667 · doi:10.1145/3725228

An Improved Fully Dynamic Algorithm for Counting 4-Cycles in General Graphs Using Fast Matrix Multiplication

2025· article· en· W4411141667 sur OpenAlex

Pourquoi ce travail est dans la base

Une base qui oublie comment elle a trouvé un travail ne peut pas être vérifiée. Voici les voies qui ont admis celui-ci.

affAu moins un auteur déclare une institution canadienne dans l'instantané OpenAlex épinglé.

Notice bibliographique

RevueProceedings of the ACM on Management of Data · 2025
Typearticle
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueGraph Theory and Algorithms
Établissements canadiensUniversity of Waterloo
Organismes subventionnairesUniversitas Brawijaya
Mots-clésMatrix multiplicationMultiplication (music)AlgorithmComputer scienceMatrix (chemical analysis)Multiplication algorithmArithmeticMathematicsParallel computingCombinatoricsPhysicsMaterials science

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

We study subgraph counting over fully dynamic graphs, which undergo edge insertions and deletions. Counting subgraphs is a fundamental problem in graph theory with numerous applications across various fields, including database theory, social network analysis, and computational biology. In database theory, we can use dynamic subgraph counting algorithms on layered graphs to maintain the sizes of joins of databases that undergo updates. Specifically, the problem of finding the number of elements in a cyclic join of size k is equivalent to counting the number of k-cycles in k-layered graphs. For example, let R, S, and T be relations that have schemas (A, B), (B, C), and (C, A) respectively. Then the size of the join of R with S with T is given by the number of triangles in the corresponding layered graph where there is a layer for each attribute, the vertices are the attribute values and the edges represent the tuples of attribute values in the relations. Maintaining the number of triangles in fully dynamic graphs is very well studied and has an upper bound of O(√m) for the update time [KNN+20]. There is also a conditional lower bound of Ω(m 1/2-γ ) for any constant γ>0, for the update time [HKNS15] under the Online Matrix-Vector (OMv) conjecture implying that O(√m) is the ''right answer' for the update time of counting triangles. More recently, [HHH22] studied the problem of maintaining the number of 4-cycles in fully dynamic graphs and designed an algorithm with O(m 2/3 ) update time which is a natural generalization of the approach for counting triangles. They also studied the problem of counting 4-cliques showing that the folklore upper bound of O(m) for the update time is tight under the static combinatorial 4-clique conjecture by giving a lower bound of Ω(m 1-γ ) for any γ>0. Thus, it seems natural that O(m 2/3 ) might be the correct answer for the complexity of the update time for counting 4-cycles. In this work, we present an improved algorithm for maintaining the number of 4-cycles in fully dynamic graphs. Our algorithm achieves a worst-case update time of O(m 2/3-ε ) for some constant ε>0. We also show that the problem of counting 4-cycles is equivalent in layered graphs and general graphs. Our approach crucially uses fast matrix multiplication and leverages recent developments therein to get an improved runtime. Using the current best value of the matrix multiplication exponent ω=2.371339 we get ε=0.009811 and if we assume the best possible exponent i.e. ω=2 then we get ε=1/24. There is also a lower bound of Ω(m 1/2-γ ) for any constant γ>0, for the update time [HKNS15,HHH22], so there is still a big gap between the best-known upper and lower bounds. The key message of our paper is demonstrating that O(m 2/3 ) is not the correct answer for the complexity of the update time.

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.

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesScience ouverte
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,921
Score d'incertitude au seuil0,999

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,001
Science ouverte0,0060,003
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

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 Opus0,025
Tête enseignante GPT0,322
Écart entre enseignants0,297 · 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