We consider the classic 1-center problem: Given a set $P$ of $n$ points in a metric space find the point in $P$ that minimizes the maximum distance to the other points of $P$. We study the complexity of this problem in $d$-dimensional $\ell_p$-metrics and in edit and Ulam metrics over strings of length $d$. Our results for the 1-center problem may be classified based on $d$ as follows. $\bullet$ Small $d$: Assuming the hitting set conjecture (HSC), we show that when $d=\omega(\log n)$, no subquadratic algorithm can solve 1-center problem in any of the $\ell_p$-metrics, or in edit or Ulam metrics. $\bullet$ Large $d$: When $d=\Omega(n)$, we extend our conditional lower bound to rule out subquartic algorithms for 1-center problem in edit metric (assuming Quantified SETH). On the other hand, we give a $(1+\epsilon)$-approximation for 1-center in Ulam metric with running time $\tilde{O_{\varepsilon}}(nd+n^2\sqrt{d})$. We also strengthen some of the above lower bounds by allowing approximations or by reducing the dimension $d$, but only against a weaker class of algorithms which list all requisite solutions. Moreover, we extend one of our hardness results to rule out subquartic algorithms for the well-studied 1-median problem in the edit metric, where given a set of $n$ strings each of length $n$, the goal is to find a string in the set that minimizes the sum of the edit distances to the rest of the strings in the set.


翻译:2. 本文针对经典的1-中心问题展开研究:在度量空间中给定一个点集$P$,找到到$P$中其他点的最大距离最小的一个点。我们在$d$维$\ell_p$度量中、字符长度为$d$的编辑和乌拉姆度量中,研究了这个问题的复杂度。我们的结果可以根据$d$进行分类。$\bullet$较小的$d$:在假设击中集猜想(HSC)的情况下,我们表明当$d=\omega(\log n)$时,在$\ell_p$度量、编辑或乌拉姆度量中,这个问题的任何次二次多项式算法都无法求解。$\bullet$较大的$d$:当$d=\Omega(n)$时,我们扩展了条件下限,以排除用于编辑度量中1-中心问题的亚四次算法(假设Quantified SETH)。另一方面,我们提供了乌拉姆度量下的$(1+\epsilon)$-近似解决方案,运行时间为$\tilde{O_{\varepsilon}}(nd+n^2\sqrt{d})$。我们还通过允许近似或降低维数$d$来加强了某些上述下限,但只对列出所有必需解法的较弱算法类别。此外,我们将其中一个难度结果扩展到编辑度量中1-中心问题的次四次算法,其中给定一个由$n$个长度为$n$的字符串组成的集合,目标是找到一个字符串,该字符串与集合中的其他字符串的编辑距离之和最小。

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