We investigate the distributed complexity of maximal matching and maximal independent set (MIS) in hypergraphs in the LOCAL model. A maximal matching of a hypergraph $H=(V_H,E_H)$ is a maximal disjoint set $M\subseteq E_H$ of hyperedges and an MIS $S\subseteq V_H$ is a maximal set of nodes such that no hyperedge is fully contained in $S$. Both problems can be solved by a simple sequential greedy algorithm, which can be implemented naively in $O(\Delta r + \log^* n)$ rounds, where $\Delta$ is the maximum degree, $r$ is the rank, and $n$ is the number of nodes. We show that for maximal matching, this naive algorithm is optimal in the following sense. Any deterministic algorithm for solving the problem requires $\Omega(\min\{\Delta r, \log_{\Delta r} n\})$ rounds, and any randomized one requires $\Omega(\min\{\Delta r, \log_{\Delta r} \log n\})$ rounds. Hence, for any algorithm with a complexity of the form $O(f(\Delta, r) + g(n))$, we have $f(\Delta, r) \in \Omega(\Delta r)$ if $g(n)$ is not too large, and in particular if $g(n) = \log^* n$ (which is the optimal asymptotic dependency on $n$ due to Linial's lower bound [FOCS'87]). Our lower bound proof is based on the round elimination framework, and its structure is inspired by a new round elimination fixed point that we give for the $\Delta$-vertex coloring problem in hypergraphs. For the MIS problem on hypergraphs, we show that for $\Delta\ll r$, there are significant improvements over the naive $O(\Delta r + \log^* n)$-round algorithm. We give two deterministic algorithms for the problem. We show that a hypergraph MIS can be computed in $O(\Delta^2\cdot\log r + \Delta\cdot\log r\cdot \log^* r + \log^* n)$ rounds. We further show that at the cost of a worse dependency on $\Delta$, the dependency on $r$ can be removed almost entirely, by giving an algorithm with complexity $\Delta^{O(\Delta)}\cdot\log^* r + O(\log^* n)$.


翻译:我们调查了最大匹配和最高独立设置( MIS) 的分布复杂度, 在LOCAL 模型中, 最高匹配度是最高不连接值$H=( V_ H, E_ H) 最高匹配度, 最高不连接值$M\ subseteq E_ H$, 最高不匹配值$S\ subseteq V_ H$( 最高不包含最高不包含在$S$中 。 两种问题都可以通过简单的顺序贪婪算法来解决。 两种问题都可以通过简单的顺序调算法解决, 可以用美元( delta r+\ log_ n美元 美元) 来天真切地执行, 美元是最高不比值$D$, 美元比值是最低的。

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
72+阅读 · 2022年6月28日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
246+阅读 · 2020年4月19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
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6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 ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13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
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12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
1+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
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年12月21日
Arxiv
0+阅读 · 2022年12月21日
Arxiv
0+阅读 · 2022年12月20日
Arxiv
14+阅读 · 2020年12月17日
VIP会员
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6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 ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13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
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
11+阅读 · 2017年11月12日
相关论文
相关基金
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
1+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
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员