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极小极大资源分享的更快原始对偶收敛及基于局部弱对偶的更强界

数据结构与算法 2021-11-15 v1 最优化与控制

摘要

我们重新审视(块角)极小极大资源分享问题,它是分数打包与最大并发流问题的著名推广。该问题由在非空闭凸集 XCR0RX_C \subseteq \mathbb{R}^{\mathcal{R}}_{\geq 0} 的闵可夫斯基和 X=CCXC\mathcal{X}= \sum_{C \in \mathcal{C}} X_C 中寻找 \ell_{\infty}-极小元组成,其中 C\mathcal{C}R\mathcal{R} 为有限集。我们假设给定了在 XCX_C 上近似线性极小化的预言机。在此设定下,当前已知最快的 FPTAS 由 M"uller、Radke 和 Vygen 给出。对 δ(0,1]\delta \in (0,1],它使用 O((C+R)logR(δ2+loglogR))\mathcal{O}((|\mathcal{C}|+|\mathcal{R}|)\log |\mathcal{R}| (\delta^{-2} + \log \log |\mathcal{R}|)) 次预言机调用计算 σ(1+δ)\sigma(1+\delta)-近似最优解,其中 σ\sigma 为预言机的近似比。我们描述了他们算法的扩展,并在多方面改进先前结果。我们的 FPTAS 与以往方法一样基于乘性权重更新法,使用 O(C+Rδ2logR)\mathcal{O}\left(\frac{|\mathcal{C}|+ |\mathcal{R}|}{\delta^2} \log |\mathcal{R}|\right) 次预言机调用计算接近最优的原始与对偶解。我们证明在某些假设下我们的运行时间是最优的,意味着不可能对该算法进行热启动分析。我们分析的一个主要新颖点是局部弱对偶概念,其说明该算法(接近)独立地分别优化实例的各个部分。有趣的是,这意味着所计算的解不仅是近似 \ell_{\infty}-极小的,而且在此类解中其第二高元素也是近似极小的。我们证明该结论不能推广到第三高元素。

关键词

引用

@article{arxiv.2111.06820,
  title  = {Faster Primal-Dual Convergence for Min-Max Resource Sharing and Stronger Bounds via Local Weak Duality},
  author = {Daniel Blankenburg},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2111.06820},
  year   = {2021}
}

备注

24 pages, 2 figures