In this paper, we study the single-source shortest-path (SSSP) problem with positive edge weights, which is a notoriously hard problem in the parallel context. In practice, the $\Delta$-stepping algorithm proposed by Meyer and Sanders has been widely adopted. However, $\Delta$-stepping has no known worst-case bounds for general graphs. The performance of $\Delta$-stepping also highly relies on the parameter $\Delta$. There have also been lots of algorithms with theoretical bounds, such as Radius-stepping, but they either have no implementations available or are much slower than $\Delta$-stepping in practice. We propose a stepping algorithm framework that generalizes existing algorithms such as $\Delta$-stepping and Radius-stepping. The framework allows for similar analysis and implementations of all stepping algorithms. We also propose a new ADT, lazy-batched priority queue (LaB-PQ), that abstracts the semantics of the priority queue needed by the stepping algorithms. We provide two data structures for LaB-PQ, focusing on theoretical and practical efficiency, respectively. Based on the new framework and LaB-PQ, we show two new stepping algorithms, $\rho$-stepping and $\Delta^*$-stepping, that are simple, with non-trivial worst-case bounds, and fast in practice. The stepping algorithm framework also provides almost identical implementations for three algorithms: Bellman-Ford, $\Delta^*$-stepping, and $\rho$-stepping. We compare our code with four state-of-the-art implementations. On five social and web graphs, $\rho$-stepping is 1.3--2.5x faster than all the existing implementations. On two road graphs, our $\Delta^*$-stepping is at least 14\% faster than existing implementations, while $\rho$-stepping is also competitive. The almost identical implementations for stepping algorithms also allow for in-depth analyses and comparisons among the stepping algorithms in practice.


翻译:在本文中,我们研究了单一源的最短路径(SSSP)问题, 其边际重量为正值, 但它在平行背景下是一个臭名昭著的难题。 实际上, 由迈耶 和桑德斯 提出的 $Delta 的渐进算法已被广泛采用。 然而, $Delta$ 的阶梯没有已知的一般最坏的框框。 $Delta$( SSSP) 的性能也高度依赖 $\ Delta 的参数 。 此外, 也有很多带有理论界限的算法, 如Radius 的阶梯值, 但是它们要么没有执行, 或者比 $Delta 的阶梯值要慢得多。 我们提出了一个跳梯法框架, 例如 $Delta 和 Radius 的阶梯度 。 我们还提出了一个新的 ADDDD, labrietri 优先队列 (LaB-PQ), 和 以两个阶梯级的阶梯队列 。 我们提供了两个在运行中的快速算法 Q 。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
78+阅读 · 2020年7月26日
Fariz Darari简明《博弈论Game Theory》介绍,35页ppt
专知会员服务
110+阅读 · 2020年5月15日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
59+阅读 · 2019年10月17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
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
已删除
将门创投
3+阅读 · 2019年1月29日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
【推荐】SVM实例教程
机器学习研究会
17+阅读 · 2017年8月26日
强化学习 cartpole_a3c
CreateAMind
9+阅读 · 2017年7月21日
Arxiv
0+阅读 · 2021年7月1日
VIP会员
相关VIP内容
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
78+阅读 · 2020年7月26日
Fariz Darari简明《博弈论Game Theory》介绍,35页ppt
专知会员服务
110+阅读 · 2020年5月15日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
59+阅读 · 2019年10月17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
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
已删除
将门创投
3+阅读 · 2019年1月29日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
17+阅读 · 2018年12月24日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
【推荐】SVM实例教程
机器学习研究会
17+阅读 · 2017年8月26日
强化学习 cartpole_a3c
CreateAMind
9+阅读 · 2017年7月21日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员