时间可构造性与空间可构造性之间是否存在明确的区分?


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显示一个函数,该函数可空间构造但不可时间构造。f(n)

这个问题是否与复杂性类DTIME(f(n))和SPACE(f(n))之间可能的分离有关?


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en.wikipedia.org/wiki/Constructible_function据我所知,这个问题与TIME(f(n))和SPACE(f(n))无关,但是请注意,这两个类不同的。寻找文章“准时与太空”,“准时与太空II”,“准时与太空III”
Ryan Williams 2010年

快速观察一下:我认为问题等同于询问对于某些空间可构造函数f(n)DTIME(f(n))∩TALLY和SPACE(f(n))∩TALLY是否可以不同,其中TALLY为是1 ^ *子集的语言类别。
伊藤刚(Tsuyoshi Ito)2010年

糟糕,它们可能不相等。这是一个方向的证明。如果存在语言L = {1 ^ n | n∈S}∈TALLY∩(SPACE(f(n))∖DTIME(f(n)))对于某些空间可构造函数f(n),则f(n)和f(n)+χ_S(n )(其中χ_S(n)是S的特征函数)是空间可构造的,但两者都不都是时间可构造的,因此其中至少一个是空间可构造的,但不是时间可构造的函数。
伊藤刚(Tsuyoshi Ito)2010年

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感谢Ryan,根据您的评论,我知道霍普克罗夫特(Hopcroft)等人将TIME(f(n))包含在SPACE(f(n)/ log f(n))中,而后者适当地包含在SPACE(f(n)中))的空间层次定理。
Tian Liu 2010年

多亏了Tsuyoshi,非常聪明的想法,如果f(n)和f(n)+χ_S(n)都是时间可构造的,那么我们可以决定n∈S是否最多在f(n)+1时间内,因此L ∈TALLY∩DTIME(f(n)),矛盾。但是您的构造可以称为“爆炸”吗?哪一个不是时间可构造的,f(n)或f(n)+χ_S(n)?如果我的意思是我们可以为所有n确定值f(n),则用“显式”表示,那么您的构造是显式的。
Tian Liu 2010年

Answers:


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函数是时间constructible如果有一个图灵机中号当中,对输入1 Ñ,计算函数X Ť | X |在时间Ö Ť Ñ T:NNM1nxT(|x|)O(T(n))

函数是空间constructible如果有一个图灵机中号当中,对输入1 Ñ,计算函数X 小号| X |在空间Ö 小号Ñ S:NNM1nxS(|x|)O(S(n))

一些文本要求时间/空间可构造函数不可减少。一些文本所需要的时间constructible函数满足,该空间constructible函数满足小号Ñ 日志Ñ。某些文本在定义中未使用O 表示法。T(n)nS(n)lognO()

无论如何,这是容易证明,每一个“普通”的功能,满足˚F ñ 日志ñ˚F ñ = Ø ñ 是空间构造的,但没有时间构造的。ff(n)lognf(n)=o(n)

可构造性问题与复杂性类DTIME(f(n))和SPACE(f(n))之间可能的分离并不直接相关。但是,时间和空间层次定理的陈述包含了可构造性。例如:

fgf(n)logf(n)=o(g(n))DTIME(f(n))DTIME(g(n))

有关更多信息,请参见Arora&Barak的书Papadimitriou的。(后者使用术语“适当的复杂度函数”来指代可以同时在时间和空间上构造的函数。)


谢谢。我更喜欢这样的定义:如果有一个图灵机以步长/锥度正好运行,那么该函数是时间/空间可构造的。当然,通过线性时间/空间加速定理,这等同于您/教科书的定义。
Tian Liu 2010年

Sadeq,您对“时间可构造”和“空间可构造”的定义是逐字相同的。您是说这些只是完全相同概念的两个不同名称?如果没有,也许您应该修正您的定义。
Yitz

这只是一个错字。
伊藤刚(Tsuyoshi Ito)2010年

抱歉,Yitz。我纠正了错字。
MS Dousti

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f(n)=logn1nO(logn)O(logn)


感谢评论和回答。但是,您是否可以显示至少为线性的函数f(n),即f(n)> = n用于分离?似乎有一个时间可构造函数不能小于n,这是显而易见的原因:必须读取所有输入位,否则对手参数可以表明该函数未正确计算。
Tian Liu 2010年

f(n)=n

f(n)=n+1

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EXPTIME=EXPSPACEEXPSPACECOMPLETELEXPSPACEL{0,1}kNLM2nk

f(n)={8n+2if (first logn+1k bits of bin(n))L8n+1else

2nffL

这个答案使用相同的想法。

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