计算带连接操作的计数查询的局部敏感度

给定数据库实例 D 的查询 Q 的局部敏感度，即当向 D 添加或删除一个元组时输出 Q(D) 的变化量，具有诸多应用，包括查询分析、离群点检测以及差分隐私。然而，就查询规模而言，即便是无环查询类，求合取查询的局部敏感度也是 NP-难的。尽管当查询规模固定时复杂度为多项式，但朴素算法对于大型数据库及涉及多路连接的查询并不高效。本文提出一种新方法，通过追踪与汇总元组敏感度——即一个元组被添加或删除时在查询结果中能引起的最大变化——来计算涉及连接操作的计数查询的局部敏感度。我们利用连接树给出了全无环连接查询敏感度问题的算法，对于一类有趣的查询子类（我们称之为“双无环查询”，包含路径查询），其在数据库与查询规模上均多项式时间运行，且在连接树最大度有界时组合复杂度为多项式时间。我们的算法可利用广义超树分解扩展到某些非无环查询。我们进行了实验评估，并展示了我们的算法在差分隐私中取得数量级更优结果的应用。