关于添加链路以最小化有效图电阻问题的非子模性
数据结构与算法
2025-01-08 v1 数学物理
math.MP
摘要
我们考虑向给定网络添加条链路的优化问题,使得所得的有效图电阻尽可能小。该问题最近被证明是NP困难的,因此用暴力方法获得的最优解需要指数级的计算步骤,从而对于任何现实规模的图都是不可行的。因此,在这种情况下,通常使用简单的贪心算法来获得最优解的近似。已知如果所考虑的问题是子模的,则可以保证贪心解的质量。然而,已知我们所面临的优化问题不是子模的。对于这种情况,可以使用由子模比刻画的广义子模性概念。在广义子模性的情况下,也存在一个作为函数的性能界限。在本文中,我们给出了一个图族的例子,其中子模比接近于零,这意味着无法保证贪心算法的解质量。此外,我们证明了贪心算法并不总是产生最优解,并证明即使对于一个具有10个节点的小图,最优解与贪心解之间的比率也可能小至0.878。
引用
@article{arxiv.2501.03363,
title = {On the non-submodularity of the problem of adding links to minimize the effective graph resistance},
author = {Massimo A. Achterberg and Robert E. Kooij},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.03363},
year = {2025}
}
备注
21 pages, 14 figures