We address the Steiner arborescence problem on a directed hypercube. The directed hypercube enjoys a special connectivity structure among its node set $\{0,1\}^m$, but its exponential in $m$ size renders traditional Steiner tree algorithms inefficient. Even though the problem was known to be NP-hard, parameterized complexity or approximation algorithms for the problem was unknown. With applications in evolutionary/phylogenetic tree reconstruction algorithms and incremental algorithms for computing a property on multiple input graphs, any algorithm for this problem would open up new ways to study these applications. Given the dimension $m$ of a directed hypercube $\vec{Q}_m$ defined over the node set $V(\vec{Q}_m) = \{0,1\}^m$, and a set of terminals $R \subseteq V(\vec{Q}_m)$, the \textsc{Minimum Steiner Arborescence} (MSA) problem seeks to find a Steiner arborescence $T$ rooted at $0^m$ that spans $R$ with the minimum cost. We study this problem with respect to three different parameters: (i) the number of terminals $|R|$, (ii) the optimal number of Steiner nodes ($p_{opt}$), and (iii) the penalty $q := \mathtt{COST}(T) - m$ (while $q_{opt}$ denotes the optimal penalty). In this article, we present the following parameterized and approximation results. 1. The MSA problem admits an $\mathsf{FPT}$ (\emph{fixed-parameter tractable}) algorithm parameterized by $|R|$. 2. The MSA problem admits an $\mathsf{FPT}$ algorithm parameterized by $q$. 3. The MSA problem admits a $(1+2q_{opt})$-approximation and a $\min\{(\ell-1), \frac{p_{opt}}{2}\} \times \min\{\ell, (\ln |R| + 2)\}$-approximation algorithms where $\ell$ is the maximum distance of any terminal from the root $0^m$.


翻译:我们在一个直接的超立方体上解决施泰纳的ARboression 问题。 直接的超立方在其节点中拥有一个特殊的连接结构, 设定$0, 1美元, 但以美元计的指数使得施泰纳传统树算法效率低下。 尽管问题已知为NP-hard, 参数化复杂度或近似算法, 问题并不为人知。 由于在进化/ 遗传树重建算法中的应用和在多个输入图中计算属性的递增算法, 任何该问题的算法都将打开研究这些应用的新方法。 鉴于一个直接的超立方 $2, 1美元, 维立方美元, 但它定义的指数值=0. 1美元, 最低值= 美元, 以及一系列的终端 $R& QQQ 。

0
下载
关闭预览

相关内容

FPT:International Conference on Field-Programmable Technology。 Explanation:现场可编程技术国际会议。 Publisher:IEEE。 SIT: http://dblp.uni-trier.de/db/conf/fpt/
【干货书】机器学习速查手册,135页pdf
专知会员服务
125+阅读 · 2020年11月20日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
150+阅读 · 2019年10月12日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+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
92+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
103+阅读 · 2019年10月9日
征稿 | CFP:Special Issue of NLP and KG(JCR Q2,IF2.67)
开放知识图谱
1+阅读 · 2022年4月4日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
IEEE TII Call For Papers
CCF多媒体专委会
3+阅读 · 2022年3月24日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium9
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月17日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium5
中国图象图形学学会CSIG
1+阅读 · 2021年11月11日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium4
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月10日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11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
国家自然科学基金
1+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31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 · 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 · 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
1+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年8月18日
Arxiv
0+阅读 · 2022年8月18日
VIP会员
相关VIP内容
相关资讯
征稿 | CFP:Special Issue of NLP and KG(JCR Q2,IF2.67)
开放知识图谱
1+阅读 · 2022年4月4日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
IEEE TII Call For Papers
CCF多媒体专委会
3+阅读 · 2022年3月24日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium9
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月17日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium8
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月16日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium6
中国图象图形学学会CSIG
2+阅读 · 2021年11月12日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium5
中国图象图形学学会CSIG
1+阅读 · 2021年11月11日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium4
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月10日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11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
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31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 · 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 · 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
1+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员