Given a $k$-CNF formula and an integer $s$, we study algorithms that obtain $s$ solutions to the formula that are maximally dispersed. For $s=2$, the problem of computing the diameter of a $k$-CNF formula was initiated by Creszenzi and Rossi, who showed strong hardness results even for $k=2$. Assuming SETH, the current best upper bound [Angelsmark and Thapper '04] goes to $4^n$ as $k \rightarrow \infty$. As our first result, we give exact algorithms for using the Fast Fourier Transform and clique-finding that run in $O^*(2^{(s-1)n})$ and $O^*(s^2 |\Omega_{F}|^{\omega \lceil s/3 \rceil})$ respectively, where $|\Omega_{F}|$ is the size of the solution space of the formula $F$ and $\omega$ is the matrix multiplication exponent. As our main result, we re-analyze the popular PPZ (Paturi, Pudlak, Zane '97) and Sch\"{o}ning's ('02) algorithms (which find one solution in time $O^*(2^{\varepsilon_{k}n})$ for $\varepsilon_{k} \approx 1-\Theta(1/k)$), and show that in the same time, they can be used to approximate the diameter as well as the dispersion ($s>2$) problems. While we need to modify Sch\"{o}ning's original algorithm, we show that the PPZ algorithm, without any modification, samples solutions in a geometric sense. We believe that this property may be of independent interest. Finally, we present algorithms to output approximately diverse, approximately optimal solutions to NP-complete optimization problems running in time $\text{poly}(s)O^*(2^{\varepsilon n})$ with $\varepsilon<1$ for several problems such as Minimum Hitting Set and Feedback Vertex Set. For these problems, all existing exact methods for finding optimal diverse solutions have a runtime with at least an exponential dependence on the number of solutions $s$. Our methods find bi-approximations with polynomial dependence on $s$.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

WWW 2024 | GraphTranslator: 将图模型对齐大语言模型
专知会员服务
23+阅读 · 3月25日
牛津大学最新《计算代数拓扑》笔记书,107页pdf
专知会员服务
42+阅读 · 2022年2月17日
专知会员服务
32+阅读 · 2021年3月7日
ExBert — 可视化分析Transformer学到的表示
专知会员服务
31+阅读 · 2019年10月16日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
条件概率和贝叶斯公式 - 图解概率 03
遇见数学
10+阅读 · 2018年6月5日
概率图模型体系:HMM、MEMM、CRF
机器学习研究会
30+阅读 · 2018年2月10日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
Layer Normalization原理及其TensorFlow实现
深度学习每日摘要
32+阅读 · 2017年6月17日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关VIP内容
WWW 2024 | GraphTranslator: 将图模型对齐大语言模型
专知会员服务
23+阅读 · 3月25日
牛津大学最新《计算代数拓扑》笔记书,107页pdf
专知会员服务
42+阅读 · 2022年2月17日
专知会员服务
32+阅读 · 2021年3月7日
ExBert — 可视化分析Transformer学到的表示
专知会员服务
31+阅读 · 2019年10月16日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
RL解决'BipedalWalkerHardcore-v2' (SOTA)
CreateAMind
31+阅读 · 2019年7月17日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
条件概率和贝叶斯公式 - 图解概率 03
遇见数学
10+阅读 · 2018年6月5日
概率图模型体系:HMM、MEMM、CRF
机器学习研究会
30+阅读 · 2018年2月10日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
Layer Normalization原理及其TensorFlow实现
深度学习每日摘要
32+阅读 · 2017年6月17日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员