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买还是不买:基于节点加权图的确定性租买问题

数据结构与算法 2025-07-14 v1

摘要

我们研究了在节点加权和边加权图上的租买变体在线 Steiner 林问题。对于最多有 nˉ\bar{n} 个非零节点权重的 nn 节点图,以及最多有 k~\tilde{k} 个不同到达终端对的图,我们获得一个确定性的 O(lognlognˉ)O(\log n \log \bar{n}) 竞争算法。这改进了之前最好的 O(log4n)O(\log^4 n) 竞争算法,即由 (Bartal 等 2021) 的黑盒化简加上之前最好的确定性算法得到。我们也获得一个确定性的 O(nˉlogk~)O(\bar{n}\log \tilde{k}) 竞争算法。这推广了 (Umboh 2015) 中纯边加权情形的 O(logk~)O(\log \tilde{k}) 竞争算法。我们也获得一个随机的 O(logk~lognˉ)O(\log \tilde{k} \log \bar{n}) 竞争算法。所有之前的方法都基于~\cite{AwerbuchAzarBartal96} 的随机黑盒化简,当与适用于“仅购买”情形的算法结合时,可实现 O(logk~logn)O(\log \tilde{k} \log n) 的竞争比。我们的关键技术要素是对一种新型收费方案进行实例化,即 \emph{在线奖励收集集合覆盖}。这使我们能够将 (Umboh 2015) 的见证技术推广到节点加权情形,并获得对 nˉ\bar{n} 的细化保证,已在大大简化的“仅购买”情形中实现。

关键词

引用

@article{arxiv.2507.08698,
  title  = {To buy or not to buy: deterministic rent-or-buy problems on node-weighted graphs},
  author = {Sander Borst and Moritz Venzin},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2507.08698},
  year   = {2025}
}