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二维向量装箱无 APTAS:重新审视

数据结构与算法 2023-08-02 v4 计算复杂性

摘要

我们研究向量装箱(Vector Bin Packing)与向量覆盖(Vector Bin Covering)问题,它们分别是装箱(Bin Packing)与覆盖(Bin Covering)问题的多维推广。在向量装箱中,给定来自 [0,1]d[0,1]^d 的一组 dd 维向量,目标是将该集划分为最少数量的箱子,使得对每个箱子 BBBB 中向量之和的每个分量至多为 1。Woeginger [Woe97] 声称该问题在维度大于等于 2 时不存在 APTAS。我们注意到原证明中存在轻微疏忽。在本工作中,我们利用 [BCKS06,CC09] 中的一些补充思路给出了修正证明。事实上,我们表明获得优于 600599\frac{600}{599} 的渐近近似比是 NP 难的。若每项至多有一个维度大于 δ\delta,则称向量装箱实例为 δ\delta-偏斜的。作为我们一般 dd 维向量装箱结果的自然推广,我们表明对于 ε(0,12500)\varepsilon\in (0,\frac{1}{2500}),若 δ>20ε\delta>20\sqrt \varepsilon,则对 δ\delta-偏斜向量装箱获得 (1+ε)(1+\varepsilon)-近似是 NP 难的。在向量覆盖问题中,给定来自 [0,1]d[0,1]^d 的一组 dd 维向量,目标是获得具有最大基数的不相交子集族(称为箱子),使得对每个箱子 BBBB 中向量之和的每个分量至少为 1。利用类似于向量装箱结果的思路,我们表明向量覆盖在维度大于等于 2 时不存在 APTAS。事实上,我们表明获得优于 998997\frac{998}{997} 的渐近近似比是 NP 难的。

关键词

引用

@article{arxiv.2104.13362,
  title  = {There is no APTAS for 2-dimensional vector bin packing: Revisited},
  author = {Arka Ray},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2104.13362},
  year   = {2023}
}

备注

10 pages; omitted proof can be found in the source; changes: improved presentation