We study dynamic algorithms for the problem of maximizing a monotone submodular function over a stream of $n$ insertions and deletions. We show that any algorithm that maintains a $(0.5+\epsilon)$-approximate solution under a cardinality constraint, for any constant $\epsilon>0$, must have an amortized query complexity that is $\mathit{polynomial}$ in $n$. Moreover, a linear amortized query complexity is needed in order to maintain a $0.584$-approximate solution. This is in sharp contrast with recent dynamic algorithms of [LMNF+20, Mon20] that achieve $(0.5-\epsilon)$-approximation with a $\mathsf{poly}\log(n)$ amortized query complexity. On the positive side, when the stream is insertion-only, we present efficient algorithms for the problem under a cardinality constraint and under a matroid constraint with approximation guarantee $1-1/e-\epsilon$ and amortized query complexities $\smash{O(\log (k/\epsilon)/\epsilon^2)}$ and $\smash{k^{\tilde{O}(1/\epsilon^2)}\log n}$, respectively, where $k$ denotes the cardinality parameter or the rank of the matroid.
翻译:我们研究单调子模块函数最大化问题的动态算法。 我们发现, 任何在基度限制下维持$( 0. 0. ⁇ epsilon) $( 0. 0. epsilon) $( 0. 0美元) 的算法, 任何恒定的 $( epsilon) $( 0. 0. 0美元), 都必须使用美元( 美元) 美元( 美元) 的分解查询复杂度。 此外, 需要线性分解查询复杂度, 才能维持0. 584美元( 近似) 的解决方案。 这与最近的[ LMNF+20 ( Mon20) 美元( 0.5-\ epsilon) 美元( 0. 0- epsilon) 的动态算法, 以美元( $\\\\\\ lim) log_ 或 美元( 美元) 的基质保证值( 1-/ e- e- exlus_ 美元 ( O\\\\\\\\\\\\\\ lium) rmal2) 美元( 美元) 美元( 美元) 或折价( 美元) 美元( 美元) 。 在正方方面, 我们/\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\ 美元) 美元) 美元) 美元( 美元( 美元) 美元) 美元( 美元( 美元) 美元) \\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\