A common technique to speed up shortest path queries in graphs is to use a bidirectional search, i.e., performing a forward search from the start and a backward search from the destination until a common vertex on a shortest path is found. In practice, this has a tremendous impact on the performance on some real-world networks, while it only seems to save a constant factor on other types of networks. Even though finding shortest paths is a ubiquitous problem, there are only few studies attempting to understand the apparently asymptotic speedups on some networks, using average case analysis on certain models for real-world networks. In this paper we give a new perspective on this, by analyzing deterministic properties that permit theoretical analysis and that can easily be checked on any particular instance. We prove that these parameters imply sublinear running time for the bidirectional breadth-first search in several regimes, some of which are tight. Moreover, we perform experiments on a large set of real-world networks showing that our parameters capture the concept of practical running time well.


翻译:加快图表中最短路径查询的常见技术是使用双向搜索,即从一开始就进行前向搜索,从目的地进行后向搜索,直到找到一条最短路径上的共同顶点。在实践中,这对某些现实世界网络的性能产生了巨大影响,但似乎只能节省其他网络类型的常数。即使找到最短路径是一个普遍存在的问题,但只有少数研究试图了解某些网络上明显微弱的快速增长,利用对现实世界网络某些模型的普通案例分析。在本文中,我们给出了一个新的视角,通过分析确定性特性,允许理论分析,并且可以很容易地检查任何特定实例。我们证明这些参数意味着在几个制度中双向宽度第一搜索的亚直线运行时间,其中一些系统很紧。此外,我们对大量真实世界网络进行实验,显示我们参数能够捕捉到实际运行时间的概念。

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