In this paper, we introduce the problem of Matroid-Constrained Vertex Cover: given a graph with weights on the edges and a matroid imposed on the vertices, our problem is to choose a subset of vertices that is independent in the matroid, with the objective of maximizing the total weight of covered edges. This problem is a generalization of the much studied max $k$-vertex cover problem, in which the matroid is the simple uniform matroid, and it is also a special case of the problem of maximizing a monotone submodular function under a matroid constraint. First, we give a Fixed-Parameter Tractable Approximation Scheme (FPT-AS) when the given matroid is a partition matroid, a laminar matroid, or a transversal matroid. Precisely, if $k$ is the rank of the matroid, we obtain $(1 - \varepsilon)$ approximation using $(1/\varepsilon)^{O(k)}n^{O(1)}$ time for partition and laminar matroids and using $(1/\varepsilon+k)^{O(k)}n^{O(1)}$ time for transversal matroids. This extends a result of Manurangsi for uniform matroids [Manurangsi, 2018]. We also show that these ideas can be applied in the context of (single-pass) streaming algorithms. Besides, our FPT-AS introduces a new technique based on matroid union, which may be of independent interest in extremal combinatorics. In the second part, we consider general matroids. We propose a simple local search algorithm that guarantees $2/3 \approx 0.66$ approximation. For the more general problem where two matroids are imposed on the vertices and a feasible solution must be a common independent set, we show that a local search algorithm gives a $2/3 \cdot (1 - 1/(p+1))$ approximation in $n^{O(p)}$ time, for any integer $p$. We also provide some evidence to show that with the constraint of one or two matroids, the approximation ratio of $2/3$ is likely the best possible, using the currently known techniques of local search.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
158+阅读 · 2020年1月16日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
168+阅读 · 2019年10月11日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
90+阅读 · 2019年10月10日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
14+阅读 · 2019年4月13日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年11月12日
【推荐】免费书(草稿):数据科学的数学基础
机器学习研究会
19+阅读 · 2017年10月1日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年7月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年7月30日
Arxiv
0+阅读 · 2023年7月28日
Arxiv
0+阅读 · 2023年7月27日
Arxiv
0+阅读 · 2023年7月27日
VIP会员
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
14+阅读 · 2019年4月13日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年11月12日
【推荐】免费书(草稿):数据科学的数学基础
机器学习研究会
19+阅读 · 2017年10月1日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员