We give improved algorithms for maintaining edge-orientations of a fully-dynamic graph, such that the out-degree of each vertex is bounded. On one hand, we show how to orient the edges such that the out-degree of each vertex is proportional to the arboricity $\alpha$ of the graph, in a worst-case update time of $O(\log^3 n \log \alpha)$. On the other hand, motivated by applications including dynamic maximal matching, we obtain a different trade-off, namely the improved worst case update time of $O(\log ^2 n \log \alpha)$ for the problem of maintaining an edge-orientation with at most $O(\alpha + \log n)$ out-edges per vertex. Since our algorithms have update times with worst-case guarantees, the number of changes to the solution (i.e. the recourse) is naturally limited. Our algorithms adapt to the current arboricity of the graph, and yield improvements over previous work: Firstly, we obtain an $O(\varepsilon^{-6}\log^3 n \log \rho)$ worst-case update time algorithm for maintaining a $(1+\varepsilon)$ approximation of the maximum subgraph density, $\rho$. Secondly, we obtain an $O(\varepsilon^{-6}\log^3 n \log \alpha)$ worst-case update time algorithm for maintaining a $(1 + \varepsilon) \cdot OPT + 2$ approximation of the optimal out-orientation of a graph with adaptive arboricity $\alpha$. This yields the first worst-case polylogarithmic dynamic algorithm for decomposing into $O(\alpha)$ forests.Thirdly, we obtain arboricity-adaptive fully-dynamic deterministic algorithms for a variety, of problems including maximal matching, $\Delta+1$ coloring, and matrix vector multiplication. All update times are worst-case $O(\alpha+\log^2n \log \alpha)$, where $\alpha$ is the current arboricity of the graph.


翻译:我们用更好的算法来维持一个完全动态的图形的边缘方向, 这样每个顶端的偏差度是固定的。 一方面, 我们展示如何调整边缘, 这样每个顶端的偏差度与图表的偏差值成正比值 $( log3 n ), 最差的更新时间是 $( log3 n ), 最差的更新时间是 最差的保证, 最差的答案( e. 追索) 自然是有限的。 我们的算法适应了当前图表的偏差更新时间, 并且比以前的工作更差的更替时间( 美元) : 首先, 我们得到了最差的 最坏的相对值 。

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