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LCS与其他序列相似度度量的二次时间下界

计算复杂性 2015-02-02 v2 数据结构与算法

摘要

序列之间的两个重要相似度度量是最长公共子序列(LCS)和动态时间规整距离(DTWD)。对给定序列计算这些度量是多种应用中的核心任务。简单的动态规划算法以O(n2)O(n^2)时间解决这些任务,且尽管经过大量研究,已知没有显著更好的最坏情况上界算法。本文证明,对于常数大小字母表上长度为nn的两个序列,计算LCS或DTWD的O(n2ϵ)O(n^{2-\epsilon})时间算法(ϵ>0\epsilon>0)否定了流行的强指数时间假设(SETH)。此外,我们证明在SETH下,计算字母表大小为O(k)O(k)kk个字符串的LCS不可能在O(nkϵ)O(n^{k-\epsilon})时间内完成。最后,我们还讨论了在真正次二次时间内近似DTWD的时间复杂度。

关键词

引用

@article{arxiv.1501.07053,
  title  = {Quadratic-Time Hardness of LCS and other Sequence Similarity Measures},
  author = {Amir Abboud and Arturs Backurs and Virginia Vassilevska Williams},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1501.07053},
  year   = {2015}
}