The node-averaged complexity of a distributed algorithm running on a graph $G=(V,E)$ is the average over the times at which the nodes $V$ of $G$ finish their computation and commit to their outputs. We study the node-averaged complexity for some distributed symmetry breaking problems and provide the following results (among others): - The randomized node-averaged complexity of computing a maximal independent set (MIS) in $n$-node graphs of maximum degree $\Delta$ is at least $\Omega\big(\min\big\{\frac{\log\Delta}{\log\log\Delta},\sqrt{\frac{\log n}{\log\log n}}\big\}\big)$. This bound is obtained by a novel adaptation of the well-known KMW lower bound [JACM'16]. As a side result, we obtain the same lower bound for the worst-case randomized round complexity for computing an MIS in trees -- this essentially answers open problem 11.15 in the book of Barenboim and Elkin and resolves the complexity of MIS on trees up to an $O(\sqrt{\log\log n})$ factor. We also show that, $(2,2)$-ruling sets, which are a minimal relaxation of MIS, have $O(1)$ randomized node-averaged complexity. - For maximal matching, we show that while the randomized node-averaged complexity is $\Omega\big(\min\big\{\frac{\log\Delta}{\log\log\Delta},\sqrt{\frac{\log n}{\log\log n}}\big\}\big)$, the randomized edge-averaged complexity is $O(1)$. Further, we show that the deterministic edge-averaged complexity of maximal matching is $O(\log^2\Delta + \log^* n)$ and the deterministic node-averaged complexity of maximal matching is $O(\log^3\Delta + \log^* n)$. - Finally, we consider the problem of computing a sinkless orientation of a graph. The deterministic worst-case complexity of the problem is known to be $\Theta(\log n)$, even on bounded-degree graphs. We show that the problem can be solved deterministically with node-averaged complexity $O(\log^* n)$, while keeping the worst-case complexity in $O(\log n)$.


翻译:在 $G = (V,E) 的 disprodual complication 中运行的nd complical complications (MISS) 随机化的节点平均复杂度 $D=(V,E) 至少为 Omega\ big (min) 美元 美元, 美元 美元 =(O) 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 = 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 = = = = = 美元 = = = 美元 = = = = = = = = = = = = = = = = 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 以 更 更 更 更 更 更 更 的 = 问题 = 的 问题 问题 = = = 的 更 问题 = 的 的 = = = = = 的 = = = = = = = = = 的 问题 = = = = 的 的 的 的 的 = 问题 的 的 的 的 = = = 来, 我们

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