A temporal graph is an undirected graph $G=(V,E)$ along with a function that assigns a time-label to each edge in $E$. A path in $G$ with non-decreasing time-labels is called temporal path and the distance from $u$ to $v$ is the minimum length (i.e., the number of edges) of a temporal path from $u$ to $v$. A temporal $\alpha$-spanner of $G$ is a (temporal) subgraph $H$ that preserves the distances between any pair of vertices in $V$, up to a multiplicative stretch factor of $\alpha$. The size of $H$ is the number of its edges. In this work we study the size-stretch trade-offs of temporal spanners. We show that temporal cliques always admit a temporal $(2k-1)-$spanner with $\tilde{O}(kn^{1+\frac{1}{k}})$ edges, where $k>1$ is an integer parameter of choice. Choosing $k=\lfloor\log n\rfloor$, we obtain a temporal $O(\log n)$-spanner with $\tilde{O}(n)$ edges that has almost the same size (up to logarithmic factors) as the temporal spanner in [Casteigts et al., JCSS 2021] which only preserves temporal connectivity. We then consider general temporal graphs. Since $\Omega(n^2)$ edges might be needed by any connectivity-preserving temporal subgraph [Axiotis et al., ICALP'16], we focus on approximating distances from a single source. We show that $\tilde{O}(n/\log(1+\varepsilon))$ edges suffice to obtain a stretch of $(1+\varepsilon)$, for any small $\varepsilon>0$. This result is essentially tight since there are temporal graphs for which any temporal subgraph preserving exact distances from a single-source must use $\Omega(n^2)$ edges. We extend our analysis to prove an upper bound of $\tilde{O}(n^2/\beta)$ on the size of any temporal $\beta$-additive spanner, which is tight up to polylogarithmic factors. Finally, we investigate how the lifetime of $G$, i.e., the number of its distinct time-labels, affects the trade-off between the size and the stretch of a temporal spanner.


翻译:时间图是一个非方向图形 $G= (V, E) 美元和一个函数, 给每个边缘指定一个时间标签 $E$。 一个以美元为单位的路径, 叫做时间路径, 从美元到 美元之间的距离是时间路径的最小长度( 例如, 边距) 从美元到 美元。 一个时间路径从 美元到 美元。 一个( 时间) $( alpha$ ) 是一个( 时间) 平流 美元是一个( 时间) 平流 $ 美元 。 一个以美元为单位的平流 美元 。 一个以美元为单位的平流, 一个以美元为单位的平流/ 美元 。

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JCSS是结构相关风险和可靠性领域的一个委员会,1971年,协调五个国际土木工程协会(由CEB、CIB、fib、IABSE和RILEM组成)活动的联络委员会成立了结构安全联合委员会JCSS,旨在提高结构安全的一般知识。官网链接:https://www.jcss.byg.dtu.dk/about_jcss
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