We revisit the vertex-failure connectivity oracle problem. This is one of the most basic graph data structure problems under vertex updates, yet its complexity is still not well-understood. We essentially settle the complexity of this problem by showing a new data structure whose space, preprocessing time, update time, and query time are simultaneously optimal up to sub-polynomial factors assuming popular conjectures. Moreover, the data structure is deterministic. More precisely, for any integer $d_{\star}$, the data structure preprocesses a graph $G$ with $n$ vertices and $m$ edges in $\hat{O}(md_{\star})$ time and uses $\tilde{O}(\min\{m,nd_{\star}\})$ space. Then, given the vertex set $D$ to be deleted where $|D|=d\le d_{\star}$, it takes $\hat{O}(d^{2})$ updates time. Finally, given any vertex pair $(u,v)$, it checks if $u$ and $v$ are connected in $G\setminus D$ in $O(d)$ time. This improves the previously best deterministic algorithm by Duan and Pettie (SODA 2017) in both space and update time by a factor of $d$. It also significantly speeds up the $\Omega(\min\{mn,n^{\omega}\})$ preprocessing time of all known (even randomized) algorithms with update time at most $\tilde{O}(d^{5})$.
翻译:我们重新审视了顶端故障连接或触角问题。 这是顶端更新中最基本的图表数据结构问题之一 。 这是顶端更新中最基本的数据结构问题之一, 但其复杂性仍然不十分清楚 。 我们基本上通过显示一个新的数据结构来解决这一问题的复杂性, 新的数据结构的空间、 预处理时间、 更新时间、 查询时间与假定流行的猜想的亚球因子值同步优化 。 此外, 数据结构是确定性的 。 对于任何整数 $d ⁇ star} 美元, 数据结构预处理一个以 $ 元和 $ 美元 的平面数据结构 。 最后, 如果任何以美元 美元 和 美元 美元 的平面值 和 美元 美元 的平面值, 数据预处理一个以 美元 美元 和 美元 美元 的平面平面值 。 如果由于顶点设置了 $D\ d\\\\ 星 美元, 它需要$\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\\ 美元 美元 美元 美元 美元 更新时间。 最后时间。 最后, 最后, 美元 美元 美元 以 美元 美元 美元以 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元 美元以 美元 美元以 美元 美元以 美元 美元 美元 美元 美元以 美元 美元 美元 美元 美元 最高程, 最后, 最后, 美元 美元以 美元以 美元 美元 美元以 美元 美元 美元 美元 美元以 美元以 最高速度, 美元以 美元 美元 美元以 美元 美元 美元 美元 美元 最高程,, 它以 以 美元 美元 美元 美元 美元 美元以 美元 美元 美元 美元 美元 以 美元 最高 美元 美元 美元 最高 美元 美元 美元 以 美元以 美元 美元 美元 美元 美元 美元 最高 美元 美元