고유성 / 고유성에 대한 Ω (n lg n) 최악의 경우에 대한 간단한 증거?


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요소 고유성 / 차별성 문제에 대한 로그 선형 하한에 대한 몇 가지 증거가 있지만 (대수 계산 트리 또는 적대적 인수에 기초 함) 알고리즘 분석 및 설계의 첫 번째 과정에서 사용할 수있는 간단한 것을 찾고 있습니다. 정렬에 대한 하한과 동일한 "난이도"가 좋습니다. 또한, 모든 접근법 (예를 들어, 조합 또는 정보 이론에 기초한)은 괜찮을 것이다. 어떤 제안?


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어떤 계산 모델을 염두에두고 있습니까? 항목이 작은 정수이면 정렬하여 o(nlogn) 을 수행 할 수 있습니다 . 부등식에 대해서만 항목을 비교할 수 있으면 Ω(n2) 하한 이있는 것 같습니다 . 찾고있는 답변에서 항목이 선형으로 정렬되어 있고 <, =,>와 비교 될 수 있지만 다른 작업은 비교할 수 없다는 것이 올바른가?
Warren Schudy

그의 의견에 워렌의 질문은 좋은 전화입니다. 이와 관련하여 David Eppstein의 또 다른 질문 에 대한 의견 은 통찰력이 있으며, 이러한 하한에 대해 이야기 할 때 계산 모델을 지정하는 것이 중요하다는 것을 강조합니다. 그건 그렇고,“대수 계산 트리”(계산 모델)와“적대적 인수”(증거 방법)를 나란히 나열하는 것이 타당한 지 잘 모르겠습니다.
Tsuyoshi Ito

아주 좋은 지적입니다. 여기에서의 저의 응용은 감소에 의한 경도 증명에 대해 설명합니다. 예를 들어 고유성에서 분류 (및 기타 여러 문제)로 감소합니다. 따라서 비교 정렬 작업을 할 때와 동일한 기본 작업을 가정합니다 (감소가 작동 함). (또는 실제 숫자를 가진 RAM과 동등한 것으로 생각됩니다.)
Magnus Lie Hetland

답변:


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<, = 및> 만 사용하는 구별의 모든 인증서 (증거)에는 정렬 된 순서로 인접한 각 요소 쌍 간의 비교가 포함되어야합니다. 따라서 모든 구별 인증서는 정렬하기에 충분한 정보를 제공하므로 정렬을위한 표준 정보 이론적 하한은 모든 결정 론적 구별 알고리즘에도 적용됩니다.


이 인수는 비교 트리에는 적용되지만보다 일반적인 의사 결정 트리 모델에는 (직접적으로) 적용되지 않습니다.
Jeffε

JeffE : 동의합니다. 더 일반적인 모델에서 작동하는 Magnus의 목적에 대한 충분한 증거가 있는지 의심합니다.
워렌 슈디

권리. 비교 트리는 내 응용 프로그램에 적합하므로 이것이 내가 찾고있는 것과 거의 비슷하다고 생각합니다. 내 응용 프로그램은 분류로의 축소를 포함하여 경도 증명에 대한 아이디어를 설명했기 때문에 분류 증명이 여기에 사용된다는 사실이 모든 것을 단락시킵니다. 나는이 명시 적으로 :-) 언급해야 추측
매그너스 거짓말 헤 틀란

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확실하게 질문을 이해하고 있는지는 확실하지 않지만 Dobkin and Lipton [DL79]은 n 수 에 대한 고유성 문제에 선형 결정 트리 모델에서 Ω ( n log n ) 비교가 더 강력하다는 결과보다 훨씬 쉽다 는 증거가 있습니다. Ben-Or [Ben83]의 대수 계산 트리 모델 (놀랍지 않게).

참고 문헌

[Ben83] 마이클 벤. 대수 계산 트리의 하한. 에서 컴퓨팅 (STOC 1983)의 이론에 15 차 연례 ACM 심포지엄 논문집 , PP. 80-86 월 1983 http://doi.acm.org/10.1145/800061.808735

[DL79] David P. Dobkin 및 Richard J. Lipton. 다양한 프리미티브 세트에서 계산의 복잡성. 컴퓨터 및 시스템 과학 저널 , 18 (1) : 86–91, 1979 년 2 월. http://dx.doi.org/10.1016/0022-0000(79)90054-0


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간단히 말해 : 가능한 모든 입력의 공간 R ^ n을 고려하십시오. 포지티브 입력 세트에는 n이 있습니다! 연결된 구성 요소 (각 순열마다 하나씩) 반면, 선형 의사 결정 트리에서 모든 리프에 도달 할 수있는 서브 세트 입력은 볼록하므로 연결됩니다. 따라서 고유성을 결정하는 모든 선형 결정 트리는 적어도 n! 이파리.
Jeffε

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정수 입력의 특수한 경우에는 더 미묘한 인수가 필요합니다. Lubiw와 Rács, "정수 요소 구별 문제의 하한", Information and Computation 1991; 또는 Yao, "정수 입력을 갖는 대수 계산 트리의 하한선", FOCS 1989.
Jeffε

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@JeffE : 간단한 설명은 훌륭합니다. 또한 흥미로운 결과에 대한 포인터에 감사드립니다. 입력이 정수로 제한되는 경우 Ben-Or의 하한이 즉시 적용되지 않는 것은 결코 아닙니다!
Tsuyoshi Ito

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제프 : 이것에 답해야합니다!
Suresh Venkat

이토 츠요시와 JeffE에게 감사합니다. 이전에 R ^ n 공간 증명을 보았습니다 (적대적인 인수를 사용하는 설정에서). 처음 읽을 때 대상 독자에게 너무 복잡하다고 생각했지만 실제로는 아닐 수도 있습니다. 감사. (정수 사례에 대한 논문도 보았습니다. 강의에서는 다루지 않겠다고 생각합니다… :)
Magnus Lie Hetland
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