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唯一汇定向的非承诺版本

离散数学 2024-09-02 v1 组合数学

摘要

唯一汇定向 (USO) 是超立方体边的一种定向,使得每个面都有唯一的汇。许多优化问题(如线性规划)可归约到 USO,即每个顶点对应一个可能的解,而全局汇对应最优解。人们一直在深入研究使用顶点求值(即返回顶点周围边定向的查询)来寻找 USO 汇的问题。该问题是一个所谓的承诺问题,因为它假设其接收到的定向是 USO。在本文中,我们分析了 USO 问题的非承诺版本,其中我们试图找到汇或 USO 性质的高效可验证违反。这个问题值得研究,因为一些归约到 USO 的问题也是承诺问题(因此我们也可以为它们定义非承诺版本),并且发现 USO 在 TFNPdt\texttt{TFNP}^\texttt{dt} 子类层次结构中的位置将会很有趣,而这需要一个完全搜索问题(非承诺版本即是如此)。我们将许多已知的性质和算法从承诺版本调整到非承诺版本,包括针对小维度的已知算法以及上下界,如 Fibonacci Seesaw 算法。此外,我们给出了该问题的一个高效归结证明,表明它属于搜索复杂度类 PLSdt\texttt{PLS}^\texttt{dt}(尽管这一事实已通过归约得知)。最后,虽然最初允许的违反仅由 22 个顶点组成,我们将其推广到更多顶点,并提供了 44 个顶点违反的完整分类,表明它们也是高效可验证的。

关键词

引用

@article{arxiv.2408.17283,
  title  = {Non-Promise Version of Unique Sink Orientations},
  author = {Tiago Oliveira Marques},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2408.17283},
  year   = {2024}
}