“哈希负载、流式计数与随机舍入也常把许多有界随机量相加。只有当所需独立性或条件独立性成立时才能直接使用本页;cuckoo hashing 的位移链、同一随机种子生成的 Sketch 坐标或满足…”
形式陈述 ​
基本舍入 ​
线性规划松弛给出
这只控制平均目标,不保证每条约束同时满足。
约束与概率 ​
对负载
直觉
分数坐标天然给出离散选择的边缘概率,因此线性目标的期望会原样保留;困难在于许多约束必须在同一次抽样中共同成立。浓缩控制单条负载,并集界、依赖舍入或 alteration 再把局部概率保证转成可行整数解。
例子与边界
路由拥塞例子 ​
多商品流 LP 把一条请求分数地分散到多条路径。按路径流量占比为每个请求随机选一条路径,期望边负载等于 LP;当单请求贡献受限时,Chernoff 给边拥塞尾界。所有边都安全需要共同概率,而不是对每条边单独说“高概率”。
失败边界 ​
推论与应用
缩放与 alteration ​
Set cover 舍入常先把概率放大到
条件期望去随机化要选择一个可有效计算的 pessimistic estimator;真实失败概率若本身难算,逐位比较条件概率并非多项式算法。存在性证明与可实现去随机化需分开。
从分数解走到离散近似解要同时跨过两道门:目标值落在允许范围内,全部约束也在同一次抽样中成立;重试、去随机化或 alteration 解决的是第二道门失败后的处置,而不是重新证明第一道门。
边际概率相同不等于联合分布相同。独立舍入方便用 Chernoff,却可能破坏“恰选
参考资料
- Prabhakar Raghavan, Clark Thompson, Randomized Rounding: A Technique for Provably Good Algorithms and Algorithmic Proofs, Combinatorica, 1987.
- Prabhakar Raghavan, Probabilistic Construction of Deterministic Algorithms, JCSS, 1988.