Data-driven algorithm design is a promising, learning-based approach for beyond worst-case analysis of algorithms with tunable parameters. An important open problem is the design of computationally efficient data-driven algorithms for combinatorial algorithm families with multiple parameters. As one fixes the problem instance and varies the parameters, the "dual" loss function typically has a piecewise-decomposable structure, i.e. is well-behaved except at certain sharp transition boundaries. In this work we initiate the study of techniques to develop efficient ERM learning algorithms for data-driven algorithm design by enumerating the pieces of the sum dual loss functions for a collection of problem instances. The running time of our approach scales with the actual number of pieces that appear as opposed to worst case upper bounds on the number of pieces. Our approach involves two novel ingredients -- an output-sensitive algorithm for enumerating polytopes induced by a set of hyperplanes using tools from computational geometry, and an execution graph which compactly represents all the states the algorithm could attain for all possible parameter values. We illustrate our techniques by giving algorithms for pricing problems, linkage-based clustering and dynamic-programming based sequence alignment.


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损失函数,在AI中亦称呼距离函数,度量函数。此处的距离代表的是抽象性的,代表真实数据与预测数据之间的误差。损失函数(loss function)是用来估量你模型的预测值f(x)与真实值Y的不一致程度,它是一个非负实值函数,通常使用L(Y, f(x))来表示,损失函数越小,模型的鲁棒性就越好。损失函数是经验风险函数的核心部分,也是结构风险函数重要组成部分。
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