Консенсусная кластеризация с использованием множества объединений


21

Я уже публиковал этот вопрос некоторое время назад в MathOverflow , но, насколько мне известно, он все еще открыт, поэтому я публикую его здесь в надежде, что кто-то мог о нем слышать.

Постановка задачи

Пусть , Q и R - три разбиения на p непустых частей (обозначаемых через P h 's, Q i ' и R j 's) множества { 1 , 2 , … , n }. Найдите две перестановки π и σ, которые минимизируют p ∑ i = 1 | P i ∪ Q π i ∪ R σ i | ,PQRpPhQiRj1,2,…,nπσ

∑i=1p|Pi∪Qπi∪Rσi|.

Вопросов

1) Какова сложность этой проблемы (или соответствующей проблемы решения)?

2) Если задача действительно разрешима за полиномиальное время, остается ли она верной для любого числа разбиений?k≥4

Предыдущая работа

Берман, DasGupta, Kao и Wang ( http://dx.doi.org/10.1016/j.ipl.2007.06.008 ) изучают аналогичную проблему для разделов, но с использованием парных Δ вместо ∪ в приведенной выше сумме. Они доказывают, что задача является MAX-SNP-трудной для k = 3 , даже когда каждая часть имеет только два элемента, путем сведения MAX-CUT на кубических графах к частному случаю их задачи, и дают ( 2 - 2 / k ) -приближение для любого k . До сих пор я не смог найти свою проблему в литературе или адаптировать их доказательства.kΔ∪k=3(2−2/k)k

Легкие кейсы

Вот некоторые случаи, которые, как я обнаружил, разрешимы за полиномиальное время:

  • случай ;k=2
  • случай для любого k ;p=2k

Более того, когда , две части не равны, и все части имеют размер 2 , у нас есть нижняя граница 3 p + 1 (я не знаю, плотно ли она).k=323p+1

Ответы:


4

Проблема NP-сложная. Доказательством является уменьшение от следующей проблемы:

GNNG

GA1A2A3GEijAiAj1,…,N

n=|E(G)|+MMM=10|E(G)|p=N+1|E(G)|{1,…,n}GPPii=1,…,NiA1E1,2∪E1,3PN+1E2,3∪{|E(G)|+1,…,|E(G)|+M}QA2A1RA3A1

3|E(G)|−3N+MGNM2MPN+1QN+1RN+1|E(G)|+M2|E(G)|−3NPiQjPiRkQjRkNG

Используя наш сайт, вы подтверждаете, что прочитали и поняли нашу Политику в отношении файлов cookie и Политику конфиденциальности.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.