理論計算機科学

理論計算機科学者および関連分野の研究者のためのQ&A

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独立セットのSDP緩和
私はLovaszの28ページの「半定値プログラムと組み合わせ最適化」の28ページを見ていて、グラフの独立数の次の近似値を与えます。 Z \ succ 0Z_ {ij} = 0 \ \ forall ij \ in E(G)tr(Z)= 1の最大最大u』Zあなたmaxu′Zu\max u' Z u 対象 Z≻ 0Z≻0Z\succ 0 Z私はj= 0 ∀ I J ∈ E (G )Zij=0 ∀ij∈E(G)Z_{ij}=0 \ \forall ij\in E(G) t r (Z)= 1tr(Z)=1tr(Z)=1 SDP緩和のソリューションから独立セット(または独立セットに近いもの)を直接取得できますか?Lovaszは、SDPが完全なグラフに対してこの問題を正確に解決する唯一の既知の方法であると言いますが、それは本当ですか? 明確化:最大カットのサイズにも同様のSDP緩和があります。Zの平方根を取得し、ランダムな丸めを行うことで完全なソリューション(サイズではなく実際のカット)を取得できます(Williamson / ShmoysのCh.6の本) )。この問題に同様の手法があるかどうか疑問に思っています

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優れたパフォーマンスを備えた関数型スパースマトリックス?
ペトリネットプログラムを作成しているときに、グラフを表すデータ構造に関する選択に直面しました。隣接リスト(つまり、個々の場所または遷移への弧を列挙するリスト)は実装が簡単ですが、ペトリネットの理論を研究しているときに、マトリックスベースの状態方程式アプローチの美しさに夢中になりました。おそらく、スパース行列を使用する必要があります。 どちらが私を不思議に思いました-行と列の両方で高速な列挙を提供するスパース行列の実装はありますか?そうでない場合、Erlangなどの関数型言語で2部グラフを構築して効率的にトラバースできる代替手段はありますか? FWIW-「効率的に」とは、この場合、特定の遷移または場所に発生するアークをすばやく列挙することを意味します。トレードオフが必要な場合は、時間とスペースをトレードするほうが幸せです。グラフは作成後に変更されないため、挿入や更新に特に効率的である必要はありません。 TIA

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nペアのノード間のルートの存在
ノードの有向非循環グラフが与えられた場合、ノードの次のnペア(1 → n + 1 )、… 、(n → n + n )の間にパスがあるかどうかをどのように判断できますか?そこに簡単なアルゴリズムであり、O (nが⋅ (N + M ))各ノードからの検索実行することによって(mはエッジの数である)1 ... N、それはより良好に行うことができますか?2 n2n2n(1 → n + 1 )、… 、(n → n + n )(1→n+1),…,(n→n+n)(1 \rightarrow n+1), \ldots, (n \rightarrow n+n)O (N ⋅ (N + M ))O(n⋅(n+m))O(n \cdot (n + m))1 … n1…n1 \ldots …


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CSLのParikhマップについて何を言えますか?
ライトとしてパリークマップ --ie、、ここで、は、が現れる回数です。CFL場合、が半線形集合であることはよく知られています(これはパリフの定理です)。他にもいくつか興味深いことが知られていますが、状況依存言語のパリクマップについては何も見つかりませんでした。特に、ΨΨ\Psi#σ(W )σ W L Ψ (L )Ψ (w )= { (#σ(w ))σ∈ Σ| W ∈ L }Ψ(w)={(#σ(w))σ∈Σ|w∈L}\Psi(w) = \{(\#_\sigma(w))_{\sigma\in \Sigma}\vert w\in L\}#σ(w )#σ(w)\#_\sigma(w)σσ\sigmawwwLLLΨ (L )Ψ(L)\Psi(L) にコンテキストフリーの場合 またはについて何を言えますか?たとえば、 、ような CFLが存在する可能性はありますか?(さらに言えば、に収束する他の「増加する」シーケンス 。)Ψ (ˉ L 1)L 1、L 2 φ (L )= { Σ σ #σ(W )| W ∈ L } = { …

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接続された図形を長方形に分割する
これは入門的な計算ジオメトリの質問であると思いますが、最適な検索フレーズがわからないので、質問のバリエーションにも興味があるので、役に立つ参照へのポインタを期待しています。次の問題の実行可能なアルゴリズムに興味があります。 入力:の点(形状)の接続されたセット。 出力:形状が長方形に分割されます。長方形は互いに重なり合わず、形状のみをカバーし、「空の」スペースはカバーしません。Z×ZZ×Z\mathbb{Z} \times \mathbb{Z} 私は、この問題が形状の異なるクラスでより簡単にまたはより難しくなるかどうかに関係なく、長方形の最小数、つまり最良の概念の「最良の」長方形のセットを見つけることに興味があります。 ありがとうございました。:-)

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交差比較によるセットの検索
以下の問題が最近私の研究から明らかになりました。この問題が以前に検討されたかどうか、または関連する可能性があることを聞いたことがあるかどうか誰かに知ってもらいたいと思います。 一般的な設定は次のとおりです。我々は、与えられたFFFのファミリーtttの-subsets { 1 、2 、。。。、n }{1,2,...,n}\{1, 2, ..., n\}、いくつかのパラメータのためにttt(Iほとんどの場合に興味T = ⌊ N / 2 ⌋t=⌊n/2⌋t=\lfloor n/2\rfloor)。Sで示されるFFFで1つのセットを選択する敵がいます。私たちの仕事はSが何であるかを見つけることです。これを行うには、F内の任意の2つのセットを敵に送信することが許可されます(AとBなど)。SSSSSSFFFあAABBBそして敵の意志の出力あAAの場合| A∩S| ≥ | B∩S||A∩S|≥|B∩S||A\cap S|\geq |B\cap S|そして、BBBの場合| B∩S| ≥ | A∩S||B∩S|≥|A∩S||B\cap S|\geq |A\cap S|。なお、もし| A∩S| = | B∩S||A∩S|=|B∩S||A\cap S|=|B\cap S|その後、攻撃者はあAAまたは出力できますBBB。 セットのすべてのペアを比較すると、SSSは、クエリを送信するときに常に敵から返される唯一のセットであるため、問い合わせることができるクエリの数を気にしない場合、この問題は簡単に解決できます(S、B )(S,B)(S, B)、任意のB ≠ SB≠SB\neq S。ただし、私たちの目標は、クエリの数を最小限に抑えることです。 私の目標は、O (p o l y(n ))O(poly(n))O(poly(n))クエリを使用してこの問題を解決できること、または超多項式のクエリ数が必要であることを示すことです。Iは、特に場合に興味FFF全てのセットである⌊ N …

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球体がポリトープかどうかをテストする最良の方法は何ですか?(単体シュタイニッツ問題)
これは、MathOverflowからのクロスポストです。 単体の面格子(非公式には、面の集合)が多面体であるかどうかをテストする問題は、シュタイニッツ問題と呼ばれることがあります。 SturmfelsとBokowski は、80年代後半に、単体球の面格子もポリトープとして実現可能かどうかをテストするための一連の方法を進めました。 この方法では、方向性のあるマトロイドを使用します。問題はNP困難であるため、最悪の場合、アルゴリズムには指数関数的な時間が必要になりますが、アルゴリズムがすぐに収束することが多いと報告されています。Lars Scheweは最近、最適化されたSATソルバーを利用するために同じ方法を適応できることを示しましたが、基本的な手法は同じようです。 SturmfelsとBokowskiが結果を発表してから数十年の間に新しいアプローチが開発されたのかどうか、私は興味があります。彼らの方法はまだ最先端技術ですか?さらに、この問題を解決するために利用可能なソフトウェア実装はありますか-古いアプローチを使用して? MathOverflowのディスカッションで、Joe O'Rourkeは、Polymakeが単体の複合体の幾何学的実現[GEOMETRIC_REALIZATION]を計算するように見える機能を持っていることを指摘しましたが、これは私が知る限り、多相性を保証するものではありません。

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バラバラなコミュニケーションの複雑さを一方向にランダム化
宇宙が大きくなる可能性がある場合の、(古典的な)一方向のバラバラなコミュニケーションの複雑さのリファレンスを探しています。アリスとボブの両方にサイズUのユニバースから選択されたサイズセットがあり、ボブはそれらのセットの交差が空であるかどうかを判断したいとします。私は、エラーのPROBたい&lt; 1 / 3は、言います。mmmUUU&lt;1/3&lt;1/3<1/3 標準のΩ(m)Ω(m)\Omega(m)ビットの下限と双方向通信の複雑さに関するいくつかの作業を見つけることができますが、一方向のより厳密なものへの参照はありますか? 編集:私は私的ランダム性(公衆コインではない)モデルに興味があることを指定する必要がありました。

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トポロジーソーティングのテスト/識別
個の頂点Vの同じセット有向非グラフセットが与えられます。頂点のセット(v_1、v_2、...、v_m)の順列も与えられます。間のグラフを特定することができる最高のアルゴリズムは何であるG_1、G_2は、...、G_Nその持っている(V_1、V_2、...、V_M)トポロジカルソートなどを?誰かが(v_1、v_2、...、v_m)がV上のDAG Gのトポロジカルな種類であるかどうかを準線形時間でテストできますか? G 1、G 2、。。。、G nは m個のV (V 1、V 2、。。。、のV M)G 1、G 2、。。。、G N(V 1、V 2、。。。、のV M)(V 1、V 2んんnG1、G2、。。。、GんG1、G2、。。。、GんG_1, G_2, ..., G_nメートルメートルmVVV(v1、v2、。。。、vメートル)(v1、v2、。。。、vメートル)(v_1,v_2,...,v_m)G1、G2、。。。、GんG1、G2、。。。、GんG_1, G_2, ..., G_n(v1、v2、。。。、vメートル)(v1、v2、。。。、vメートル)(v_1,v_2,...,v_m)G V(v1、v2、。。。、vメートル)(v1、v2、。。。、vメートル)(v_1,v_2,...,v_m)GGGVVV

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クラスタリングアルゴリズムの計算の複雑さ
私の希望は、いくつかのクラスタリングアプローチの時間の複雑さについて説明することです。たとえば、次元空間にデータポイントがます。nnnmmm さらに、次元のペアワイズ非類似度マトリックスが既に計算されており、ステップをすでに費やしていると仮定します。その時の時間の複雑さは何ですかΔΔ\Deltan×nn×nn\times nO(m⋅n2)O(m⋅n2)O(m\cdot n^2) ウォードのリンケージを使用した階層的クラスタリング(HC) 完全リンケージを使用するHC 平均リンケージを使用するHC 単一リンケージを使用するHC kkk -medoidアプローチ 平均法kkk 非類似度行列がまだ計算されていない場合、何か利点はありますか?私はそれがHCのために必要であることを理解してたようkは -medoidアプローチではなく、ために --meansを?ΔΔ\Deltakkkkkk ご協力ありがとうございました!

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既知の問題のリストはありますか?
私たちが利用できる既知の問題のデータベースで、それらの複雑さとアルゴリズム、関連する問題、参照などに関する情報はありますか?[そうでない場合、作成できますか?私はこれがトピックから外れていることを知っていますが、それはとても役に立つでしょう]

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PARTITION用の高速な多項式時間アルゴリズム
2つのサブセットの合計が可能な限り近くなり、セットのカーディナリティーが等しい(nが偶数の場合)または1だけ異なるように、Nの指定された数値(等しくても等しくなくてもよい)を2つのサブセットに分割したい( nが奇数の場合)。 私はこれを擬似多項式時間で実行できると思います。ここで、はセット内の数値の合計です。AO(n2A )O(n2A)O(n^2 A)あAA これよりうまくできますか?つまり、で時間で実行される疑似多項式時間アルゴリズムはありますか?c &lt; 2O (ncA )O(ncA)O(n^c A)c &lt; 2c&lt;2c < 2 前もって感謝します!

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アフィン関係の推移的閉包
次の意味で、アフィン関係の推移閉包の計算に関する研究を探しています。 レッツ 実際の変数を超える線形不等式のシステムで定義された関係も 、つまりR(x1,…,xn,x′1,…,x′n)R(x1,…,xn,x1′,…,xn′)R(x_1,\dots,x_n,x'_1,\dots,x'_n)x1,…,xn,x′1,…,x′nx1,…,xn,x1′,…,xn′x_1,\dots,x_n,x'_1,\dots,x'_n R(x1,…,xn,x′1,…,x′n)R(x1,…,xn,x1′,…,xn′)R(x_1,\dots,x_n,x'_1,\dots,x'_n) iff Ax1…xnx′1…x′n≤bAx1…xnx1′…xn′≤bA x_1\dots x_n x'_1\dots x'_n \leq b ここで、は行列で、はベクトルです。AAAm×2nm×2nm\times 2nbbbmmm 記号表現を探しています。RkRkR^k Rk(x1,…,xn,x′1,…,x′n)Rk(x1,…,xn,x1′,…,xn′)R^k(x_1,\dots,x_n,x'_1,\dots,x'_n)が存在するときに限りように および 。y1,…,yny1,…,yny_1,\dots,y_nRk−1(x1,…,xn,y1,…,yn)Rk−1(x1,…,xn,y1,…,yn)R^{k-1}(x_1,\dots,x_n,y_1,\dots,y_n)R(y1,…,yn,x′1,…,x′n)R(y1,…,yn,x1′,…,xn′)R(y_1,\dots,y_n,x'_1,\dots,x'_n) 非常に簡単な例として、 R(x,x′)R(x,x′)R(x,x') iffおよびx′≤x+1x′≤x+1x'\leq x+1x′≥12xx′≥12xx'\geq \frac{1}{2} x この場合、 iffおよびRk(x,x′)Rk(x,x′)R^k(x,x')x′≤x+kx′≤x+kx'\leq x+kx′≥12kxx′≥12kxx'\geq \frac{1}{2^k} x すべての制約が等式である簡単な特殊なケースがあります。次に、ガウスの消去法を適用して、を(依存する)マップし、その乗を計算するアフィン変換を見つけます。しかし、もちろん一般的に、は機能しません。xixix_ix′jxj′x'_jkkkRRR この問題は、が開いたポリトープ と凸面の円錐を表すときにも簡単に見えますが、私はこれを仮定することはできません。RRR 編集:(おもちゃの例のように)の具体的な値に依存しないパラメトリックフォームを探しています。与えられた値、表現は常にとから変数除去によって得られます。kkkkkkRkRkR^kRk−1Rk−1R^{k-1}RRR

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Sequent CalculusとNatural Deduction respにおける左の導入と含意の排除の対応について。
逐次計算(SC)と自然控除(ND)のそれぞれで、左の導入と含意の排除の対応について、直感的(直観的ではなく)に説明できる人はいますか?SCの対称性によってそれらが適切であることはわかっていますが、それらがどのように相互に対応しているかはわかりません。より一般的には、SCでの結合子の左の導入によって、NDでの結合子の除去が直感的にどのようにレンダリングされるかがわかりません。

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