理论计算机科学

理论计算机科学家和相关领域的研究人员的问答

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从平面网格中随机选择的点上的最短哈密顿路径的预期长度是多少?
ķkk 从一个随机选择不同的点 p × qp×qp\times q网格。(明显ķ ≤ p × qk≤p×qk\leq p\times q 并且是一个给定的常数。)由此得出一个完整的加权图 ķkk 点使得顶点之间的边缘权重 iii 和顶点 jjj 等于原始网格上两个顶点的曼哈顿距离。 我正在寻找一种有效的方法来计算通过这些路径的最短(最小总重量)哈密尔顿路径的预期长度kkk节点。更准确地说,不需要以下幼稚的方法: ∙∙\bullet 计算k个节点的所有组合的确切路径长度,并得出预期的长度。 ∙∙\bullet使用最小生成树的基本试探法计算k个节点的所有组合的近似路径长度,该方法可产生高达50%的误差。(更好的启发式方法,更少的错误可能会有所帮助)

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PCP和L = SL之间的连接
Arora和Barak所著的书在PCP的章节注释中包含 我们注意到Dinur的一般策略有点像扩展器图的之字形构造和第20章所述的针对无向连通性的Reingold确定性对数空间算法,这表明在这些不同的研究领域之间还需要建立更多的连接。(第494页) 回忆的确切含义是什么?这两个证明中是否有一个共同的属性/引理不能被“分解”出来?

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多次尝试猜测低熵值
假设Alice 在有限(但可能非常大)的域上具有分布,使得的(香农)熵由任意小的常数上限。爱丽丝从得出一个值,然后让Bob(知道)猜出。μμ\muμμ\muεε\varepsilonxxxμμ\muμμ\muxxx Bob的成功几率是多少?如果只允许他一个猜测,则可以按如下方式将该概率下界:熵将最小熵上界,因此存在一个元素的概率至少为。如果Bob选择此元素作为其猜测,则他的成功概率将为。2−ε2−ε2^{-\varepsilon}2−ε2−ε2^{-\varepsilon} 现在,假设鲍勃被允许做出多个猜测,比如说猜测,如果他的一个猜测是正确的,则鲍勃获胜。有没有可以提高鲍勃成功概率的猜测方案?特别是,是否有可能表明Bob的故障概率随呈指数下降?tttttt


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线性系统如何/为什么对计算机科学如此重要?
最近,我开始涉足数学优化,并且对此非常喜欢。似乎很多优化问题可以通过线性程序轻松表达和解决(例如,网络流量,边缘/顶点覆盖,旅行推销员等),我知道其中一些是NP难点的,但关键是它们可以如果未得到最佳解决,则“框架化为线性程序”。 那让我开始思考:在整个学校/学院中,我们一直都被教导线性方程组,线性代数系统。看到LP表达各种算法的强大功能,这真是令人着迷。 问题:尽管我们周围普遍存在非线性系统,但是线性系统对计算机科学为何如此重要?我确实知道,它们有助于简化理解,并且在大多数情况下在计算上易于处理,是吗?这个“近似值”有多好?我们过度简化了吗,结果在实践中仍然有意义吗?还是仅仅是“自然”,即最令人着迷的问题确实只是线性的? 确保“线性代数/方程/编程”是CS的基石是否安全?如果不是,那么有什么矛盾呢?我们多久处理一次非线性问题(我在理论上不一定是指,但从“可解决性”的角度来看也是如此,即仅说它是NP并不能解决问题;应该很好地近似解决这个问题并将其降落)线性吗?)

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具有函数空间的归纳类型的闭合序号
由有限乘积和总和构造的函子具有闭合序数 ωω\omega,在Francois Metayer的这份手稿中进行了详细 介绍。即我们可以达到归纳类型nat:=μX.1+Xnat:=μX.1+Xnat := \mu X. 1 + X 通过迭代函子 1+X1+X1 + X,它在达到 ωω\omega 迭代。 但是一旦我们允许常数取幂,例如 μX.1+X+(nat→X)μX.1+X+(nat→X)\mu X. 1 + X + (nat \rightarrow X), 然后 ωω\omega 还不够 我正在寻找包含幂运算的结果。哪种普通食品就足够了? 尤其值得一提的是,提供了证明此类函子是 αα\alpha-对于某些序数是连续的 αα\alpha 就像上面的手稿一样。

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奇偶三角洲问题
令为图。令是一个整数。令为具有个顶点和奇数个边的的边诱导子图的数目。令为具有个顶点和偶数个边缘的的边缘诱导子图的数量。令。给定和,偶数问题在于计算。G=(V,E)G=(V,E)G = ( V, E )k≤|V|k≤|V|k \leq |V|OkOkO_kGGGkkkEkEkE_kGGGkkkΔk=Ok−EkΔk=Ok−Ek\Delta_k = O_k - E_kΔkΔk\Delta_kGGGkkk 问题 是否可以在多项式时间内计算?哪种算法最知名?ΔkΔk\Delta_k 如果是3正则表达式怎么办?GGG 如果是3个规则的二分法怎么办?GGG 如果为3正则二分平面怎么办?GGG

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没有低概率坐标的高概率事件
让 XXX 是一个随机变量,值取 ΣnΣn\Sigma^n (对于一些大字母 ΣΣ\Sigma),它具有很高的熵-例如, H(X)≥(n−δ)⋅log|Σ|H(X)≥(n−δ)⋅log⁡|Σ|H(X) \ge (n- \delta)\cdot\log|\Sigma| 对于一个任意小的常数 δδ\delta。让E⊆Supp(X)E⊆Supp(X)E \subseteq \rm{Supp}(X) 在…的支持下成为一个事件 XXX 这样 Pr[X∈E]≥1−εPr[X∈E]≥1−ε\Pr[X \in E] \ge 1 - \varepsilon,其中是任意小的常数。εε\varepsilon 我们说,一对是一个低概率坐标的如果。我们说一个字符串含有的低概率坐标如果是一个低概率的坐标一些。(i,σ)(i,σ)(i,\sigma)EEEPr[X∈E|Xi=σ]≤εPr[X∈E|Xi=σ]≤ε\Pr[X \in E | X_i = \sigma] \le \varepsilonx∈Σnx∈Σnx \in \Sigma^n EEE(i,xi)(i,xi)(i, x_i)EEEiii 一般情况下,在某些字符串可能含有的低概率坐标。现在的问题是,我们总能找到一个大概率事件使得没有字符串包含的概率很低坐标(而不是)。EEEEEEE′⊆EE′⊆EE' \subseteq EE′E′E'E′E′E'EEE 谢谢!

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噪声分布的熵
说我们有一个功能 f:Zn2→Rf:Z2n→Rf:\mathbb{Z}_2^n \to \mathbb{R} 这样 ∀x∈Zn2f(x)∈{12n,22n,…,2n2n},∀x∈Z2nf(x)∈{12n,22n,…,2n2n},\forall x\in \mathbb{Z}_2^n \quad f(x) \in \left\{\frac{1}{2^n}, \frac{2}{2^n}, \ldots, \frac{2^n}{2^n} \right\}, 和 fff 是一个分布,即 ∑x∈Zn2f(x)=1∑x∈Z2nf(x)=1\sum_{x\in \mathbb{Z}_2^n} f(x) = 1。 的香农熵 fff 定义如下: H(f)=−∑x∈Zn2f(x)log(f(x)).H(f)=−∑x∈Z2nf(x)log⁡(f(x)).H(f) = -\sum _{x \in \mathbb{Z}_2^n} f(x) \log \left( f(x) \right) . 让 ϵϵ\epsilon保持不变。说我们得到一个ϵϵ\epsilon-嘈杂的版本 f(x)f(x)f(x),即我们得到一个函数 f~:Zn2→Rf~:Z2n→R\tilde{f}:\mathbb{Z}_2^n \to \mathbb{R} 这样 |f~(x)−f(x)|&lt;ϵ|f~(x)−f(x)|&lt;ϵ|\tilde{f}(x)- f(x) | < …

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具有某些谓词的FO均匀AC0
我的问题是关于有限模型理论/描述复杂性的,所以意思是“在有限的二元词上的一阶,在词中1的位置上使用谓词Rs和一元谓词P true”。FO(R)FO(R)FO(R) 我想知道,与R的特征化在上某个r的谓词是否存在?例如,在或,其中是2的幂的集合。特别是,在我看来,在某些均匀性条件下,它应等于,但我可以找不到任何说明这一点的结果。FO(&lt;,R)FO(&lt;,R)FO(<,R)NrNr\mathbb N^rFO(&lt;,+)FO(&lt;,+)FO(<,+)FO(&lt;,P2)FO(&lt;,P2)FO(<,P_2)P2P2P_2AC0AC0AC^0 对于某些值,这是我已经知道的。RRR 众所周知,是具有顺序和位谓词的单词的一阶逻辑等于 -统一。通过这种方式,它们都可以识别完全相同的语言。参见例如Immerman的“描述性复杂性”,第82页。(它也等同于许多其他特征化,例如 -logtime统一和恒定时间并行随机访问机器,但我不是在这里搜索。)FO(&lt;,bit)FO(&lt;,bit)FO(<,bit)AC0AC0AC^0FO(&lt;,bit)FO(&lt;,bit)FO(<,bit)AC0AC0AC^0 如果我们可以在一阶逻辑中使用任意数值谓词,则我们有(非均匀),如果是包含对数时间可计算函数的函数类,则等于统一(有关这两个结果,请参见Barrington,“ Mc-Naughton的扩展思想 ”,1993年)。AC0AC0AC^0CCCFO(&lt;,C)FO(&lt;,C)FO(<,C)AC0−CAC0−CAC^0-C 最后,是无星语言的一类(可以由不使用Kleene星的正则表达式定义的语言),但是在电路复杂性方面没有任何信息。FO(&lt;)FO(&lt;)FO(<)

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随机增量式Delaunay三角剖分算法的最坏情况是什么?
我知道随机增量Delaunay三角剖分算法(如“ 计算几何”中给出)的预期最坏情况运行时间为O(nlogn)O(nlog⁡n)\mathcal O(n \log n)。有一个练习暗示最坏的运行时是。我试图构建一个例子,其中确实是这种情况,但到目前为止还没有成功。Ω(n2)Ω(n2)\Omega(n^2) 这些尝试之一是按以下方式安排和排序点集:在步骤添加点时,将创建大约边。prprp_rrrrr−1r−1r-1 另一种方法可能涉及点定位结构:尝试排列点,以使在点定位结构中用于在步骤定位点的路径尽可能长。prprp_rrrr 不过,我不确定这两种方法中的哪一种是正确的(如果有的话),并且会很高兴得到一些提示。

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将其他人的工作提交给arXiv
这是一个软问题,旨在确定人们认为在arXiv上提交非原创作品的专业最佳实践。 RobertSzelepcsényi在芝加哥大学的网络空间中撰写了一篇文章[1]的草稿,该文章显然是在十多年前的研究生学习期间撰写的。这项工作似乎是正确的,对一些非常小的错误进行了模运算,并且包含一个我想参考的结果,而与芝加哥大学打算对该网站空间进行何种操作无关。它似乎仅在那个位置可用。而且似乎没有任何公开的作品可以重复他的结果。 部分出于确保其正确性的考虑,我本人亲自写了一些笔记,以概括该草案的结果和动机,并承认该草案本质上是对[1]的概括,并希望可以平滑该草案中存在的某些不完整之处。现有的草稿。我当然可以将这些说明放在我自己的Web空间上,但是arXiv目前似乎是提交此草案以供将来参考的最负责的地方。 题。 假设归因正确,并且认为这些结果在其他地方无法广泛使用,是否有任何特殊原因我不应该在arXiv上提交我的Szelepcsényi结果草案? [1] 具有复合模数的Logspace MOD类(预发行版) —后记文件

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用椭球的凸包逼近凸体的算法
我正在结构工程领域工作,我想找到一个有效的算法,以椭球的凸包为固定点构造凸体的近似值(以Hausdorff度量)。目前,我仅在尺寸2和尺寸3中工作。ķķKññnññn 我的第一个想法是在对偶空间工作中使用的支撑功能的,我可以计算样品单位球上的点,并且最小化之间的离散误差和近似组的支撑功能在规范中。HķHķh_KķķK中号中号M小号d小号dS_dHķHķh_K升∞升∞l^{\infty} 有人有其他想法或参考要给我吗?我找不到与此主题相关的任何工作。

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是否有合适的算法在坐标系中绘制混合的选区/依赖关系图?
我正在寻找一种绘制混合的选区/依赖关系图的算法(对于语言应用程序)。这样的图将具有两种不同类型的顶点(标记,节点)和两种不同类型的边(分层,非分层)。 我一般都不熟悉图论和算法,我希望这个问题不会与本网站的研究水平要求相冲突。但是,它通常应该在理论的范围之内。 该图必须自下而上绘制(我认为),因为所有令牌应以相同的y坐标显示,并且将令牌和/或节点归为组成部分的节点的y坐标必须动态计算,例如,通过其通向令牌的最长路径。 层次边(用于将标记/节点分组为组成部分)应具有最少数量的弯曲点(理想情况下为0),但也应有最少数量的交叉点,如有需要,可覆盖前一个要求。 非分层边(用于依赖性)应具有最少的交叉点,并绘制为贝塞尔曲线。 我遇到的下一个最好的事情是Buchheim等人描述的算法。,改进了Walker算法以在线性时间内运行。 请让我知道是否需要改进我的问题,并在此先感谢您的指导。 编辑: 正如评论中指出的那样,我应该提到,我基本上想要一种算法的默认图形布局,从长远来看,我希望在Eclipse GEF可能性内进行编辑和修改。我以前曾研究过让Graphviz与GEF一起使用的选项,但是似乎没有一种可行的解决方案可以保留从GEF继承的所有编辑功能。

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了解机制设计证明
我一直在努力研究有关拍卖理论的证明的技术细节:http : //users.eecs.northwestern.edu/~hartline/omd.pdf 具体来说,定理2.5:建立真实机制的必要条件和充分条件。 甚至更具体地讲,证明的前进方向,在第6页上给出。将真实值定义为,并将一般值(可能是错误的值)(例如出价)定义为,作者继续假定另外两个数量,和。v一世viv_ib一世bib_iž1个z1z_1ž2z2z_2 然后,他规定,,这将根据本文的先前工作得出不等式。 v一世=ž1个vi=z1v_i = z_1b一世=ž2bi=z2b_i = z_2 他还规定,,根据本文先前的工作,会产生相似但不同的不等式。 v一世=ž2vi=z2v_i = z_2b一世=ž1个bi=z1b_i = z_1 好吧,很公平 然后,他从另一个减去一个不等式,并在随后的代数的基础上继续得出他想要的结果。我不明白为什么这种减法是有道理的-他似乎是在基于完全不同的(实际上是相反的)假设减去两个不等式,每次我看到它时,我都会被猛烈地甩出思路。 我敢肯定,我还看过其他基本方法(Shoham和Leyton-Brown的书?我手头没有检查它),所以这似乎是一个普遍的想法,但我无法克服。谁能帮助我了解为什么这样有效,或向我解释我所缺少的内容吗? (我试过假设3 values--真值,证明了期望的结果和两份标书,和 -得到他想要的结果,但也没那么它可能不仅是常见的,但是,有必要对按照作者的方式来做。但是我还是不明白。)v一世viv_ib1个b1b_1b2b2b_2 更新: 我知道我曾在Shoham和Leyton-Brown的书中看到过类似的内容。它并不完全相同,但是非常相似,并且处理相同的方程式和主题。这是定理10.4.3的情况1。 从真实机制的上下文开始,他们首先假设真实和虚假并得出基于的支付小于或等于基于的支付,例如。然后,他们假设相反,即真实和错误,并得出相反的结果,即基于的支付少于基于的支付,例如。好的,那很有道理。 v一世viv_iv′ivi′v_i'viviv_iv′ivi′v_i'Pi(vi)≤Pi(v′i)Pi(vi)≤Pi(vi′)P_i(v_i) \leq P_i(v_i')v′ivi′v_i'viviv_iv′ivi′v_i'viviv_iPi(v′i)≤Pi(vi)Pi(vi′)≤Pi(vi)P_i(v_i') \leq P_i(v_i) 然后,他们认为基于和的支付必须相等,就好像他们说和同时是真实的,甚至尽管它们不仅是不同的假设,而且是相反假设的结果。viviv_iv′ivi′v_i'Pi(vi)≤Pi(v′i)Pi(vi)≤Pi(vi′)P_i(v_i) \leq P_i(v_i')Pi(v′i)≤Pi(vi)Pi(vi′)≤Pi(vi)P_i(v_i') \leq P_i(v_i)

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