我们考虑将每个代理分配一个项目时改革无嫉妒的匹配的问题。给定无嫉妒的匹配，我们考虑一个操作，将代理商与代理人首选的未分配项目交换，从而导致另一种无嫉妒的匹配。我们尽可能地重复此操作。我们证明，由此产生的无嫉妒匹配是唯一确定的，可以在选择初始嫉妒的匹配下进行选择，并且可以在多项式时间中找到。我们称之为由此产生的匹配，是一个不正确的嫉妒的匹配，然后我们研究了最短的序列，以从最初的无嫉妒匹配中获得无嫉妒的嫉妒匹配。我们证明，即使每个代理最多接受四个项目，最短的序列在计算上也很难获得，并且每个项目最多都被三个代理所接受。另一方面，当每个代理最多接受三个项目或最多两个代理接受每个项目时，我们给出多项式时间算法。还讨论了不可Ximibibibibibibility和固定参数（IN）的障碍性。

当代理具有矩阵排名估值时，我们研究不可分割的商品的公平分配。我们的主要贡献是一种基于口语洋基交换程序的简单算法，该程序计算出可证明公平有效的洛伦兹（Lorenz）主导分配。尽管存在多项式时间算法来计算此类分配，但我们提出的方法以两种方式对它们进行了改进。（a）我们的方法易于理解，并且不使用复杂的Matroid优化算法作为子例程。（b）我们的方法是可扩展的；事实证明，计算洛伦兹主导分配的所有已知算法要快。这两个属性是在任何真正的公平分配设置中采用算法的关键。我们的贡献使我们更接近这个目标。

Applications such as employees sharing office spaces over a workweek can be modeled as problems where agents are matched to resources over multiple rounds. Agents' requirements limit the set of compatible resources and the rounds in which they want to be matched. Viewing such an application as a multi-round matching problem on a bipartite compatibility graph between agents and resources, we show that a solution (i.e., a set of matchings, with one matching per round) can be found efficiently if one exists. To cope with situations where a solution does not exist, we consider two extensions. In the first extension, a benefit function is defined for each agent and the objective is to find a multi-round matching to maximize the total benefit. For a general class of benefit functions satisfying certain properties (including diminishing returns), we show that this multi-round matching problem is efficiently solvable. This class includes utilitarian and Rawlsian welfare functions. For another benefit function, we show that the maximization problem is NP-hard. In the second extension, the objective is to generate advice to each agent (i.e., a subset of requirements to be relaxed) subject to a budget constraint so that the agent can be matched. We show that this budget-constrained advice generation problem is NP-hard. For this problem, we develop an integer linear programming formulation as well as a heuristic based on local search. We experimentally evaluate our algorithms on synthetic networks and apply them to two real-world situations: shared office spaces and matching courses to classrooms.

最近在组合问题中寻找多样化的解决方案，最近受到了相当大的关注（Baste等人2020; Fomin等人2020; Hanaka等。2021）。在本文中，我们研究了以下类型的问题：给出了整数$ k $，问题询问了$ k $解决方案，使得这些解决方案之间的成对和汉明距离的总和最大化。这种解决方案称为各种解决方案。我们介绍了一种用于查找加权定向图中的多样性最短$ ST $ -Paths的多项式时间算法。此外，我们研究了其他经典组合问题的多样化版本，如不同的加权麦芽碱，不同加权树丛和多样化的双链匹配。我们表明这些问题也可以在多项式时间内解决。为了评估我们寻找多样性最短$ ST $ ST -Paths的算法的实际表现，我们进行了合成和现实世界的计算实验。实验表明，我们的算法在合理的计算时间内成功计算了各种解决方案。

参与式预算（PB）最近由于其在社会选择环境中的广泛适用性而引起了很多关注。在本文中，我们认为不可分割的PB涉及将可用的，有限的预算分配给一组不可分割的项目，每个项目都根据代理商而不是项目的偏好而有一定的成本。我们在本文中解决的具体，重要的研究差距是提出针对排名较弱（即弱的顺序偏好）的不可分割的PB规则类别，并研究其关键算法和公理问题。我们提出了两类规则具有不同意义和动力的规则。第一个是分层的批准规则，可以通过将其仔细地转化为批准票来研究弱排名。第二个是基于需求的规则，可以捕获公平性问题。根据分层的批准规则，我们研究了两个自然的规则家庭：贪婪的结局规则和价值价值的规则。该纸有两个部分。在第一部分中，我们研究了拟议规则的算法和复杂性问题。在第二部分中，我们对这些规则进行了详细的公理分析，为此，我们在文献中检查和概括了公理，并引入了新的公理，促销性。该论文有助于强调这些规则的实际吸引力，计算复杂性和公理合规性之间的权衡。

重新配置图中的两个最短路径意味着通过一次改变一个顶点来修改一个最短的路径，使得所有中间路径也是最短路径。这个问题有几个自然应用，即：（a）改造道路网络，（b）在同步多处理设置中重新排出数据包，（c）运输集装箱存货问题，以及（d）列车编组问题。在作为图形问题的建模时，（a）是最常规的情况而（b），（c）和（d）是对不同图形类的限制。我们表明（a）是棘手的，即使对于问题的轻松变体也是如此。对于（b），（c）和（d），我们提出了有效的算法来解决各自的问题。我们还将问题概括为当最多$ k $（对于固定整数$ k \ geq k \ ge $ k \ geq 2 $）一次连续的顶点一次可以一次更改。

我们考虑测定点过程（DPP）的产物，该点过程，其概率质量与多矩阵的主要成本的产物成比例，作为DPP的天然有希望的推广。我们研究计算其归一化常量的计算复杂性，这是最重要的概率推理任务。我们的复杂性 - 理论结果（差不多）排除了该任务的有效算法的存在，除非输入矩阵被迫具有有利的结构。特别是，我们证明了以下内容：（1）计算$ \ sum_s \ det（{\ bf a} _ {s，s，s}）^ p $完全针对每个（固定）阳性甚至整数$ p $ up-hard和Mod $ _3 $ p-hard，它给Kulesza和Taskar提出的打开问题给出了否定答案。 （2）$ \ sum_s \ det（{\ bf a} _ {s，s}）\ det（{\ bf b} _ {s，s}）\ det（{\ bf c} _ {s，s} ）$ IS难以在2 ^ {o（| i | i | ^ {1- \ epsilon}）} $或$ 2 ^ {o（n ^ {1 / epsilon}）} $的任何一个$ \ epsilon> 0 $，其中$ | i | $是输入大小，$ n $是输入矩阵的顺序。这种结果比Gillenwater导出的两个矩阵的#P硬度强。 （3）有$ k ^ {o（k）} n ^ {o（1）} $ - 计算$ \ sum_s \ det的时间算法（{\ bf a} _ {s，s}）\ det（ {\ bf b} _ {s，s}）$，其中$ k $是$ \ bf a $和$ \ bf b $的最大等级，或者由$ \ bf a $的非零表项形成的图表的树宽和$ \ bf b $。据说这种参数化算法是固定参数的易解。这些结果可以扩展到固定尺寸的情况。此外，我们介绍了两个固定参数批量算法的应用程序给定矩阵$ \ bf a $ treewidth $ w $：（4）我们可以计算$ 2 ^ {\ frac {n} {2p-1} $ - 近似值到$ \ sum_s \ det（{\ bf a} _ {s，s}）^ p $ for任何分数$ p> 1 $以$ w ^ {o（wp）} n ^ {o（1）} $时间。 （5）我们可以在$ w ^ {o（w \ sqrt n）} n ^ {

我们检查机器学习中出现的组合概念与立方/单纯几何形状中的拓扑概念之间的连接。这些连接使得从几何形状导出到机器学习的结果。我们的第一个主要结果是基于Tracy Hall（2004）的几何结构，其局部炮击的交叉多容院不能延伸。我们使用它来得出最大类别的VC尺寸3，没有角落。从过去11年来，这反驳了在机器学习中的几个工作。特别地，它意味着最佳类别的最佳未标记的样本压缩方案的所有先前结构都是错误的。在积极的一面，我们为最大类提供了一个未标记的样品压缩方案的新建。我们打开我们的未标记的样品压缩方案是否延伸到充足（A.K.A.不平衡或极值）课程，这代表了最大类的自然和深远的概括。在解决这个问题方面，我们就关联立方体复合物的1骷髅的独特宿前方向提供了几何特征。

我们介绍了一个多功能代理商的投票模型。这种型号概述了液体民主的两个方面：首先，代理商的代表团可以使用多个其他代理商的投票来确定自己的投票 - 例如，代理商的投票可能对应于可值得信赖的代理人票数的大多数结果;其次，代理商可以在多个代表团上提交排名，以便在他们的首选代表团参与周期时可以使用备份代表团。本文的主要焦点是解开程序的研究，使从代理商处收到的代表团投票转变为直接投票的概况，从中可以通过使用标准投票规则来确定获胜的替代方案。我们提出并研究了六个这样的解开程序，两个基于优化和四种使用贪婪的方法。我们研究了算法和公理性质，以及我们解开程序的相关计算复杂性问题，以针对药剂可以提交的选票类型的不同限制。

Pearl's Do Colculus是一种完整的公理方法，可以从观察数据中学习可识别的因果效应。如果无法识别这种效果，则有必要在系统中执行经常昂贵的干预措施以学习因果效应。在这项工作中，我们考虑了设计干预措施以最低成本来确定所需效果的问题。首先，我们证明了这个问题是NP-HARD，随后提出了一种可以找到最佳解或对数因子近似值的算法。这是通过在我们的问题和最小击球设置问题之间建立联系来完成的。此外，我们提出了几种多项式启发式算法来解决问题的计算复杂性。尽管这些算法可能会偶然发现亚最佳解决方案，但我们的模拟表明它们在随机图上产生了小的遗憾。

许多情况下，具有限制代理商竞争资源的代理商可以作为两分图上的最大匹配问题施放。我们的重点是资源分配问题，在这些问题上，代理可能会限制与某些资源不兼容的限制。我们假设一个原理可以随机选择最大匹配，以便每个代理都具有一定概率的资源。代理商希望通过在一定范围内修改限制来提高他们的匹配机会。原则的目标是建议一个不满意的代理商放松其限制，以便放松的总成本在预算范围内（代理商选择），并最大程度地提高了分配资源的可能性。我们为这种预算受限的最大化问题的某些变体建立硬度结果，并为其他变体提供算法结果。我们通过实验评估合成数据集以及两个新颖的现实数据集：度假活动数据集和一个教室数据集的方法。

A diffusion auction is a market to sell commodities over a social network, where the challenge is to incentivize existing buyers to invite their neighbors in the network to join the market. Existing mechanisms have been designed to solve the challenge in various settings, aiming at desirable properties such as non-deficiency, incentive compatibility and social welfare maximization. Since the mechanisms are employed in dynamic networks with ever-changing structures, buyers could easily generate fake nodes in the network to manipulate the mechanisms for their own benefits, which is commonly known as the Sybil attack. We observe that strategic agents may gain an unfair advantage in existing mechanisms through such attacks. To resist this potential attack, we propose two diffusion auction mechanisms, the Sybil tax mechanism (STM) and the Sybil cluster mechanism (SCM), to achieve both Sybil-proofness and incentive compatibility in the single-item setting. Our proposal provides the first mechanisms to protect the interests of buyers against Sybil attacks with a mild sacrifice of social welfare and revenue.

K-MEDIAN和K-MEACE是聚类算法的两个最受欢迎的目标。尽管有密集的努力，但对这些目标的近似性很好地了解，特别是在$ \ ell_p $ -metrics中，仍然是一个重大的开放问题。在本文中，我们在$ \ ell_p $ -metrics中显着提高了文献中已知的近似因素的硬度。我们介绍了一个名为Johnson覆盖假说（JCH）的新假设，这大致断言设定系统上的良好的Max K-Coverage问题难以近似于1-1 / e，即使是成员图形设置系统是Johnson图的子图。然后，我们展示了Cohen-Addad和Karthik引入的嵌入技术的概括（Focs'19），JCH意味着K-MEDIAN和K-MERION在$ \ ell_p $ -metrics中的近似结果的近似值的硬度为近距离对于一般指标获得的人。特别地，假设JCH我们表明很难近似K-Meator目标：$ \ Bullet $离散情况：$ \ ell_1 $ 3.94 - $ \ ell_2中的1.73因素为1.73倍$$ - 这分别在UGC下获得了1.56和1.17的先前因子。 $ \ bullet $持续案例：$ \ ell_1 $ 2210 - $ \ ell_2 $的$ \ ell_1 $ 210。$ \ ell_2 $-metric;这在UGC下获得的$ \ ell_2 $的$ \ ell_2 $的先前因子提高了1.07。对于K-Median目标，我们还获得了类似的改进。此外，我们使用Dinure等人的工作证明了JCH的弱版本。 （Sicomp'05）在超图顶点封面上，恢复Cohen-Addad和Karthik（Focs'19 Focs'19）上面的所有结果（近）相同的不可识别因素，但现在在标准的NP $ \ NEQ $ P假设下（代替UGC）。

我们根据计算一个扎根于每个顶点的某个加权树的家族而构成的相似性得分提出了一种有效的图形匹配算法。对于两个erd \ h {o} s-r \'enyi图$ \ mathcal {g}（n，q）$，其边缘通过潜在顶点通信相关联，我们表明该算法正确地匹配了所有范围的范围，除了所有的vertices分数外，有了很高的概率，前提是$ nq \ to \ infty $，而边缘相关系数$ \ rho $满足$ \ rho^2> \ alpha \ ailpha \大约0.338 $，其中$ \ alpha $是Otter的树木计数常数。此外，在理论上是必需的额外条件下，可以精确地匹配。这是第一个以显式常数相关性成功的多项式图匹配算法，并适用于稀疏和密集图。相比之下，以前的方法要么需要$ \ rho = 1-o（1）$，要么仅限于稀疏图。该算法的症结是一个经过精心策划的植根树的家族，称为吊灯，它可以有效地从同一树的计数中提取图形相关性，同时抑制不同树木之间的不良相关性。

$ k $ -means和$ k $ -median集群是强大的无监督机器学习技术。但是，由于对所有功能的复杂依赖性，解释生成的群集分配是挑战性的。 Moshkovitz，Dasgupta，Rashtchian和Frost [ICML 2020]提出了一个优雅的可解释$ K $ -means和$ K $ -Median聚类型号。在此模型中，具有$ k $叶子的决策树提供了集群中的数据的直接表征。我们研究了关于可解释的聚类的两个自然算法问题。 （1）对于给定的群集，如何通过使用$ k $叶的决策树找到“最佳解释”？ （2）对于一套给定的点，如何找到一个以美元的决策树，最小化$ k $ -means / median目标的可解释的聚类？要解决第一个问题，我们介绍了一个新的可解释群集模型。我们的型号受到强大统计数据的异常值概念的启发，是以下情况。我们正在寻求少数积分（异常值），其删除使现有的聚类良好可解释。为了解决第二个问题，我们开始研究Moshkovitz等人的模型。从多元复杂性的角度来看。我们严格的算法分析揭示了参数的影响，如数据的输入大小，尺寸，异常值的数量，簇数，近似比，呈现可解释的聚类的计算复杂度。

结构分解方法，例如普遍的高树木分解，已成功用于解决约束满意度问题（CSP）。由于可以重复使用分解以求解具有相同约束范围的CSP，因此即使计算本身很难，将资源投资于计算良好的分解是有益的。不幸的是，即使示波器仅略有变化，当前方法也需要计算全新的分解。在本文中，我们迈出了解决CSP $ P $分解的问题的第一步，以使其成为由$ P $修改产生的新CSP $ P'$的有效分解。即使从理论上讲问题很难，我们还是提出并实施了一个有效更新GHD的框架。我们算法的实验评估强烈提出了实际适用性。

我们专注于一个在线2阶段问题，以以下情况进行：考虑一个应分配给大学的系统。在第一轮中，一些学生申请了一些学生，必须计算出第一个（稳定的）匹配$ m_1 $。但是，一些学生可能会决定离开系统（更改计划，去外国大学或不在系统中的某些机构）。然后，在第二轮（在这些删除之后）中，我们将计算第二个（最终）稳定的匹配$ m_2 $。由于不希望更改作业，因此目标是最大程度地减少两个稳定匹配$ m_1 $和$ m_2 $之间的离婚/修改数量。那么，我们应该如何选择$ m_1 $和$ m_2 $？我们表明，有一个{\ it Optival Online}算法可以解决此问题。特别是，由于具有优势属性，我们表明我们可以最佳地计算$ M_1 $，而无需知道会离开系统的学生。我们将结果概括为输入中的其他一些可能的修改（学生，开放位置）。我们还解决了更多阶段的情况，表明在有3个阶段后，就无法实现竞争性（在线）算法。

We study the problem of graph clustering under a broad class of objectives in which the quality of a cluster is defined based on the ratio between the number of edges in the cluster, and the total weight of vertices in the cluster. We show that our definition is closely related to popular clustering measures, namely normalized associations, which is a dual of the normalized cut objective, and normalized modularity. We give a linear time constant-approximate algorithm for our objective, which implies the first constant-factor approximation algorithms for normalized modularity and normalized associations.

在将项目分配给平台的情况下，我们在匹配中解决了组和个人公平限制。每个项目都属于某些组，并且对平台有偏好顺序。每个平台通过指定可以与每个组匹配的项目数量的上限和下限来实施组公平性。可能有多种最佳解决方案可以满足群体的公平约束。为了实现个人公平，我们介绍了“概率个人公平”，其目标是计算“集体公平”匹配的分布，以便每个项目都有合理的可能性，可以在其最佳选择中与平台匹配。如果每个项目恰好属于一个组，我们提供了一种多项式时间算法，该算法可以计算概率单独的公平分布，而在组公平匹配中。当项目可以属于多个组，并且将组公平约束指定为仅上限时，我们将相同的算法重新算法以实现三种不同的多项式时间近似算法。

在分配的图表上，多代理探路（MAPF）的问题在于为多种代理寻找路径，避免碰撞。已知找到最小长度的解决方案是NP-固定的，并且计算时间随着试剂的数量而呈指数增长。但是，在工业应用中，重要的是要在随着代理数量多一项生长的时期找到可行的次优溶液。这种算法存在于无向和双连接的有向图。我们的主要贡献是将这些算法概括为更加牢固连接的有向图的情况。特别是，给定至少两个孔的MAPF问题，我们提出了一种算法，该算法可检查线性时间相对于节点数量的可行性，并在多项式时间内提供可行的解决方案。