กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 9 นาที

ความซับซ้อนในกรณีเฉลี่ย

ในทฤษฎีความซับซ้อนของการคำนวณความซับซ้อนในกรณีเฉลี่ยของอัลกอริทึมคือปริมาณทรัพยากรการคำนวณ บางอย่าง (โดยทั่วไปคือเวลา) ที่อัลกอริทึมใช้ โดยเฉลี่ยจากอินพุตที่เป็นไปได้ทั้งหมด

ความซับซ้อนในกรณีเฉลี่ย

ในทฤษฎีความซับซ้อนของการคำนวณความซับซ้อนในกรณีเฉลี่ยของอัลกอริทึมคือปริมาณทรัพยากรการคำนวณ บางอย่าง (โดยทั่วไปคือเวลา) ที่อัลกอริทึมใช้ โดยเฉลี่ยจากอินพุตที่เป็นไปได้ทั้งหมด ซึ่งมักจะนำมาเปรียบเทียบกับความซับซ้อนในกรณีเลวร้ายที่สุดซึ่งพิจารณาความซับซ้อนสูงสุดของอัลกอริทึมจากอินพุตที่เป็นไปได้ทั้งหมด

มีแรงจูงใจหลักสามประการในการศึกษาความซับซ้อนของกรณีเฉลี่ย[ 1 ]ประการแรก แม้ว่าปัญหาบางอย่างอาจแก้ไขไม่ได้ในกรณีที่เลวร้ายที่สุด แต่ข้อมูลป้อนเข้าที่ทำให้เกิดพฤติกรรมนี้อาจเกิดขึ้นได้ยากในทางปฏิบัติ ดังนั้นความซับซ้อนของกรณีเฉลี่ยจึงอาจเป็นการวัดประสิทธิภาพของอัลกอริทึมที่แม่นยำกว่า ประการที่สอง การวิเคราะห์ความซับซ้อนของกรณีเฉลี่ยให้เครื่องมือและเทคนิคในการสร้างตัวอย่างที่ยากของปัญหาซึ่งสามารถนำไปใช้ในด้านต่างๆ เช่นการเข้ารหัสและการลดความสุ่ม ประการที่สาม ความซับซ้อนของกรณีเฉลี่ยช่วยให้สามารถแยกแยะอัลกอริทึมที่มีประสิทธิภาพที่สุดในทางปฏิบัติจากอัลกอริทึมที่มีความซับซ้อนของกรณีที่ดีที่สุดที่เทียบเท่ากัน (ตัวอย่างเช่นQuicksort )

การวิเคราะห์กรณีเฉลี่ยต้องอาศัยแนวคิดของอินพุต "เฉลี่ย" ของอัลกอริทึม ซึ่งนำไปสู่ปัญหาของการสร้างการกระจายความน่าจะเป็นเหนืออินพุต หรือ อาจใช้ อัลกอริทึมแบบสุ่ม ก็ได้ การวิเคราะห์อัลกอริทึมดังกล่าวจะนำไปสู่แนวคิดที่เกี่ยวข้องกับความซับซ้อนที่คาดหวัง [ 2 ] : 28

ประวัติความเป็นมาและภูมิหลัง

ประสิทธิภาพโดยเฉลี่ยของอัลกอริทึมได้รับการศึกษามาตั้งแต่มีการพัฒนาแนวคิดสมัยใหม่เกี่ยวกับประสิทธิภาพการคำนวณในช่วงทศวรรษ 1950 งานเริ่มต้นส่วนใหญ่มุ่งเน้นไปที่ปัญหาที่ทราบอัลกอริทึมเวลาพหุนามในกรณีที่เลวร้ายที่สุดอยู่แล้ว[ 3 ]ในปี 1973 Donald Knuth [ 4 ]ได้ตีพิมพ์เล่มที่ 3 ของArt of Computer Programmingซึ่งสำรวจประสิทธิภาพโดยเฉลี่ยของอัลกอริทึมสำหรับปัญหาที่สามารถแก้ไขได้ในเวลาพหุนามในกรณีที่เลวร้ายที่สุดอย่างกว้างขวาง เช่น การเรียงลำดับและการหาค่ามัธยฐาน

โดยทั่วไปแล้ว อัลกอริทึมที่มีประสิทธิภาพสำหรับ ปัญหา NP -completeจะมีลักษณะเป็นอัลกอริทึมที่ทำงานได้ในเวลาพหุนามสำหรับอินพุตทั้งหมด ซึ่งเทียบเท่ากับการต้องการความซับซ้อนในกรณีที่เลวร้ายที่สุดที่มีประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตาม อัลกอริทึมที่ไม่มีประสิทธิภาพสำหรับอินพุตจำนวน "น้อย" อาจยังคงมีประสิทธิภาพสำหรับอินพุต "ส่วนใหญ่" ที่เกิดขึ้นในทางปฏิบัติ ดังนั้นจึงเป็นที่พึงปรารถนาที่จะศึกษาคุณสมบัติของอัลกอริทึมเหล่านี้ในกรณีที่ความซับซ้อนในกรณีเฉลี่ยอาจแตกต่างจากความซับซ้อนในกรณีที่เลวร้ายที่สุด และหาวิธีเชื่อมโยงทั้งสองเข้าด้วยกัน

แนวคิดพื้นฐานของความซับซ้อนในกรณีเฉลี่ยได้รับการพัฒนาโดยLeonid Levinในปี 1986 เมื่อเขาตีพิมพ์เอกสารหนึ่งหน้า[ 5 ]ซึ่งกำหนดความซับซ้อนและความสมบูรณ์ในกรณีเฉลี่ย พร้อมทั้งยกตัวอย่างปัญหาที่สมบูรณ์สำหรับdistNP ซึ่งเป็นอนาล็อกของ NPใน กรณีเฉลี่ย

คำจำกัดความ

ความซับซ้อนในกรณีเฉลี่ยที่มีประสิทธิภาพ

งานแรกคือการกำหนดความหมายของอัลกอริทึมที่มีประสิทธิภาพ "โดยเฉลี่ย" อย่างแม่นยำ ความพยายามเบื้องต้นอาจกำหนดอัลกอริทึมที่มีประสิทธิภาพโดยเฉลี่ยว่าเป็นอัลกอริทึมที่ทำงานในเวลาพหุนามที่คาดหวังได้สำหรับอินพุตที่เป็นไปได้ทั้งหมด คำจำกัดความดังกล่าวมีข้อบกพร่องหลายประการ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง มันไม่ทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงในแบบจำลองการคำนวณ ตัวอย่างเช่น สมมติว่าอัลกอริทึมAทำงานในเวลาt A ( x )สำหรับอินพุตxและอัลกอริทึมBทำงานในเวลาt A ( x ) 2สำหรับอินพุตxนั่นคือBช้ากว่าAในเชิงกำลังสอง โดยสัญชาตญาณ คำจำกัดความใด ๆ ของประสิทธิภาพโดยเฉลี่ยควรจับแนวคิดที่ว่าAมีประสิทธิภาพโดยเฉลี่ยก็ต่อเมื่อBมีประสิทธิภาพโดยเฉลี่ย อย่างไรก็ตาม สมมติว่าอินพุตถูกสุ่มเลือกจากการกระจายแบบเอกรูปของสตริงที่มีความยาวnและAทำงานในเวลาn 2 สำหรับ อินพุตทั้งหมด ยกเว้นสตริง1 nซึ่งAใช้เวลา2 nจากนั้นสามารถตรวจสอบได้อย่างง่ายดายว่าเวลาการทำงานที่คาดหวังของAเป็นแบบพหุนาม แต่เวลาการทำงานที่คาดหวังของBเป็นแบบเลขชี้กำลัง[ 3 ]

เพื่อสร้างนิยามที่ครอบคลุมมากขึ้นของประสิทธิภาพในกรณีเฉลี่ย จึงเป็นเรื่องสมเหตุสมผลที่จะอนุญาตให้อัลกอริทึมAใช้เวลาทำงานนานกว่าเวลาพหุนามสำหรับอินพุตบางส่วน แต่สัดส่วนของอินพุตที่Aต้องการเวลาทำงานมากขึ้นเรื่อยๆ จะลดลงเรื่อยๆ แนวคิดนี้ถูกถ่ายทอดออกมาในสูตรต่อไปนี้สำหรับเวลาทำงานเฉลี่ยแบบพหุนาม ซึ่งเป็นการสร้างสมดุลระหว่างเวลาทำงานและสัดส่วนของอินพุต:

สำหรับทุกn , t > 0และพหุนามpโดยที่t A ( x )แทนเวลาการทำงานของอัลกอริทึมAบนอินพุตxและεเป็นค่าคงที่บวก[ 6 ]หรืออีกทางหนึ่ง สามารถเขียนได้ดังนี้

สำหรับค่าคงที่Cและ ε บางค่า โดยที่n = | x | [ 7 ]กล่าวอีกนัยหนึ่ง อัลกอริทึมAมีความซับซ้อนในกรณีเฉลี่ยที่ดี หากหลังจากดำเนินการเป็นเวลาt A ( n )ขั้นตอนAสามารถแก้ปัญหาได้ทั้งหมด ยกเว้น a เอ็นซี/( t A ( n )) εเศษส่วนของอินพุตที่มีความยาว nสำหรับ ε บาง ตัว c > 0 [ 3 ]

ปัญหาการกระจายตัว

ขั้นตอนต่อไปคือการกำหนดอินพุต "เฉลี่ย" สำหรับปัญหาเฉพาะ ซึ่งทำได้โดยการเชื่อมโยงอินพุตของแต่ละปัญหากับการกระจายความน่าจะเป็นเฉพาะ นั่นคือ ปัญหา "กรณีเฉลี่ย" ประกอบด้วยภาษาLและการกระจายความน่าจะเป็นD ที่เกี่ยวข้อง ซึ่งก่อให้เกิดคู่( L , D ) [ 7 ]คลาสการกระจายที่พบบ่อยที่สุดสองคลาสที่อนุญาตคือ:

  1. การแจกแจงที่คำนวณได้ในเวลาพหุนาม ( P -computable): คือการแจกแจงที่สามารถคำนวณความหนาแน่นสะสมของอินพุตx ใดๆ ได้ กล่าวอย่างเป็นทางการมากขึ้นคือ เมื่อกำหนดการแจกแจงความน่าจะเป็นμและสตริงx ∈ {0, 1} n แล้วสามารถคำนวณค่าได้ในเวลาพหุนาม ซึ่งหมายความว่าPr[ x ]ก็สามารถคำนวณได้ในเวลาพหุนามเช่นกัน
  2. การแจกแจงที่สามารถสุ่มตัวอย่างได้ในเวลาพหุนาม ( P -samplable): คือการแจกแจงที่สามารถสุ่มตัวอย่างแบบสุ่มได้ในเวลาพหุนาม

สูตรทั้งสองนี้แม้จะคล้ายกัน แต่ก็ไม่เท่ากัน หากการแจกแจง สามารถคำนวณได้ ด้วยPก็จะ สามารถสุ่มตัวอย่างได้ด้วย P เช่นกัน แต่ในทางกลับกันจะไม่เป็นจริงหากPP #P [ 7 ]

AvgP และ distNP

ปัญหาการกระจาย( L , D )อยู่ในคลาสความซับซ้อนAvgPหากมีอัลกอริทึมกรณีเฉลี่ยที่มีประสิทธิภาพสำหรับLตามที่กำหนดไว้ข้างต้น บางครั้งคลาสAvgPเรียกว่าdistPในเอกสาร[ 7 ]

ปัญหาการกระจาย( L , D )อยู่ในคลาสความซับซ้อนdistNPถ้าLอยู่ในNPและDสามารถ คำนวณได้ แบบ Pเมื่อLอยู่ในNPและDสามารถสุ่มตัวอย่างได้แบบP ( L , D )อยู่ในsampNP [ 7 ]

AvgPและdistNPร่วมกันกำหนดอนาล็อกกรณีเฉลี่ยของPและNPตามลำดับ[ 7 ]

การลดลงระหว่างปัญหาการกระจาย

ให้( L , D )และ( L′ , D′ )เป็นปัญหาการแจกแจงสองปัญหา กรณีเฉลี่ยของ( L , D ) จะลดลงเหลือ ( L′ , D′ ) (เขียนว่า( L , D ) ≤ AvgP ( L′ , D′ ) ) ถ้ามีฟังก์ชันfที่สำหรับทุกnบนอินพุตxสามารถคำนวณได้ในเวลาที่เป็นพหุนามของnและ

  1. (ความถูกต้อง) xLก็ต่อเมื่อf ( x ) ∈ L′
  2. ( การครอบงำ) มีพหุนามpและm อยู่ ซึ่งสำหรับทุกnและy

เงื่อนไขการครอบงำบังคับใช้แนวคิดที่ว่า หากปัญหา( L , D )ยากโดยเฉลี่ยแล้ว( L′ , D′ )ก็จะยากโดยเฉลี่ยเช่นกัน ตามสัญชาตญาณ การลดรูปควรให้วิธีการแก้ปัญหาตัวอย่างxของปัญหาLโดยการคำนวณf ( x )และป้อนเอาต์พุตไปยังอัลกอริทึมที่แก้ปัญหาL'หากไม่มีเงื่อนไขการครอบงำ สิ่งนี้อาจเป็นไปไม่ได้ เนื่องจากอัลกอริทึมที่แก้ปัญหาLในเวลาพหุนามโดยเฉลี่ยอาจใช้เวลามากกว่าพหุนามสำหรับอินพุตจำนวนน้อย แต่fอาจแมปอินพุตเหล่านี้ไปยังชุดD' ที่ใหญ่กว่ามาก ดังนั้นอัลกอริทึมA' จึง ไม่ทำงานในเวลาพหุนามโดยเฉลี่ยอีกต่อไป เงื่อนไขการครอบงำอนุญาตให้สตริงดังกล่าวเกิดขึ้นในเวลาพหุนามได้บ่อยเท่าในD'เท่านั้น[ 6 ]

ปัญหา DistNP-complete

ปัญหาที่เทียบเคียงได้กับ NP -completeness ในกรณีเฉลี่ยคือdistNP -completeness ปัญหาการกระจาย( L′ , D′ )ถือว่าdistNP -complete ถ้า( L′ , D′ )อยู่ในdistNPและสำหรับทุก( L , D )ในdistNP , ( L , D )สามารถลดรูปได้ในกรณีเฉลี่ยเป็น( L′ , D′ ) [ 7 ]

ตัวอย่างหนึ่งของ ปัญหา distNP -complete คือปัญหาการหยุดทำงาน แบบมีขอบเขต (Bounded Halting Problem ) ( BH , D ) (สำหรับD ใดๆ ที่คำนวณได้ด้วยP ) ซึ่งกำหนดไว้ดังนี้:

[ 7 ]

ในบทความต้นฉบับ Levin ได้แสดงตัวอย่างของปัญหาการปูพื้นแบบกระจายซึ่งเป็นNP -complete ในกรณีเฉลี่ย [ 5 ]การสำรวจ ปัญหา distNP -complete ที่รู้จักมีให้ดูทางออนไลน์[ 6 ]

หนึ่งในด้านการวิจัยที่กำลังดำเนินการอยู่คือการค้นหา ปัญหา distNP -complete ใหม่ อย่างไรก็ตาม การค้นหาปัญหาดังกล่าวอาจซับซ้อนเนื่องจากผลลัพธ์ของ Gurevich ซึ่งแสดงให้เห็นว่าปัญหาการกระจายใดๆ ที่มีการกระจายแบบราบเรียบไม่สามารถเป็นdistNP -complete ได้เว้นแต่EXP = NEXP [ 8 ] (การกระจายแบบราบเรียบμ คือการกระจายที่มี ε > 0อยู่ซึ่งสำหรับx ใดๆ μ ( x ) ≤ 2 −| x | ε ) ผลลัพธ์ของ Livne แสดงให้เห็นว่า ปัญหา NP -complete ตามธรรมชาติทั้งหมด มีเวอร์ชันDistNP -complete [ 9 ]อย่างไรก็ตาม เป้าหมายของการค้นหาปัญหาการกระจายตามธรรมชาติที่เป็นDistNP - complete ยังไม่บรรลุผล[ 10 ]

แอปพลิเคชัน

อัลกอริทึมการเรียงลำดับ

ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น งานวิจัยในช่วงแรกๆ ที่เกี่ยวข้องกับความซับซ้อนในกรณีเฉลี่ยส่วนใหญ่มุ่งเน้นไปที่ปัญหาที่มีอัลกอริทึมเวลาพหุนามอยู่แล้ว เช่น การเรียงลำดับ ตัวอย่างเช่น อัลกอริทึมการเรียงลำดับจำนวนมากที่ใช้ความสุ่ม เช่นQuicksort มีเวลาทำงานในกรณีที่เลวร้ายที่สุดคือ O(n²) แต่มีเวลาทำงานในกรณีเฉลี่ยคือO( n log( n ))โดยที่nคือความยาวของข้อมูลที่จะเรียงลำดับ[ 2 ]

การเข้ารหัสลับ

สำหรับปัญหาส่วนใหญ่ การวิเคราะห์ความซับซ้อนในกรณีเฉลี่ยจะดำเนินการเพื่อค้นหาอัลกอริทึมที่มีประสิทธิภาพสำหรับปัญหาที่ถือว่ายากในกรณีที่เลวร้ายที่สุด อย่างไรก็ตาม ในแอปพลิเคชันการเข้ารหัสลับนั้นกลับตรงกันข้าม ความซับซ้อนในกรณีที่เลวร้ายที่สุดนั้นไม่สำคัญ เราต้องการการรับประกันว่าความซับซ้อนในกรณีเฉลี่ยของทุกอัลกอริทึมที่ "ทำลาย" แผนการเข้ารหัสลับนั้นไม่มีประสิทธิภาพ[ 11 ]

ดังนั้น แผนการเข้ารหัสลับที่ปลอดภัยทั้งหมดจึงอาศัยการมีอยู่ของฟังก์ชันทางเดียว [ 3 ] แม้ว่าการมีอยู่ของฟังก์ชันทางเดียวยังคงเป็นปัญหาที่ยังเปิดอยู่แต่ฟังก์ชันทางเดียวที่เป็นไปได้จำนวนมากนั้นอิงจากปัญหาที่ยาก เช่นการแยกตัวประกอบจำนวนเต็มหรือการคำนวณลอการิทึมแบบไม่ต่อเนื่องโปรดทราบว่าไม่เป็นที่พึงปรารถนาที่ฟังก์ชันที่เป็นไปได้จะเป็นNP -complete เนื่องจากสิ่งนี้จะรับประกันได้เพียงว่าอาจไม่มีอัลกอริทึมที่มีประสิทธิภาพในการแก้ปัญหาในกรณีที่เลวร้ายที่สุด สิ่งที่เราต้องการจริงๆ คือการรับประกันว่าไม่มีอัลกอริทึมที่มีประสิทธิภาพใดๆ ที่สามารถแก้ปัญหาได้กับอินพุตแบบสุ่ม (เช่น กรณีเฉลี่ย) ในความเป็นจริง ทั้งปัญหาการแยกตัวประกอบจำนวนเต็มและลอการิทึมแบบไม่ต่อเนื่องอยู่ในNPcoNPดังนั้นจึงไม่เชื่อว่าเป็นNP -complete [ 7 ]ข้อเท็จจริงที่ว่าการเข้ารหัสลับทั้งหมดขึ้นอยู่กับการมีอยู่ของปัญหาที่แก้ไม่ได้ในกรณีเฉลี่ยในNPเป็นหนึ่งในแรงจูงใจหลักสำหรับการศึกษาความซับซ้อนในกรณีเฉลี่ย

ผลลัพธ์อื่นๆ

หลักการของเหยาจากบทความปี 1978 โดยแอนดรูว์ เหยาแสดงให้เห็นว่าสำหรับปัญหาการคำนวณประเภทกว้างๆ ความซับซ้อนในกรณีเฉลี่ยสำหรับการกระจายอินพุตที่ยากและอัลกอริทึมเชิงกำหนดที่ปรับให้เข้ากับการกระจายนั้นจะเหมือนกับความซับซ้อนที่คาดหวังสำหรับอัลกอริทึมแบบสุ่มที่รวดเร็วและอินพุตกรณีที่เลวร้ายที่สุด[ 12 ]

ในปี พ.ศ. 2533 Impagliazzo และ Levin แสดงให้เห็นว่าหากมีอัลกอริทึมกรณีเฉลี่ยที่มีประสิทธิภาพสำหรับ ปัญหา distNPที่สมบูรณ์ภายใต้การแจกแจงแบบเอกรูป ก็จะมีอัลกอริทึมกรณีเฉลี่ยสำหรับทุกปัญหาในNPภายใต้การแจกแจงแบบสุ่มตัวอย่างในเวลาพหุนามใดๆ[ 13 ]การนำทฤษฎีนี้ไปใช้กับปัญหาการแจกแจงตามธรรมชาติยังคงเป็นคำถามเปิดที่สำคัญ[ 3 ]

ในปี พ.ศ. 2535 Ben-David และคณะได้แสดงให้เห็นว่าหากภาษาทั้งหมดในdistNPมีอัลกอริธึมการตัดสินใจที่ดีโดยเฉลี่ย ภาษาเหล่านั้นก็จะมีอัลกอริธึมการค้นหาที่ดีโดยเฉลี่ยเช่นกัน ยิ่งไปกว่านั้น พวกเขายังแสดงให้เห็นว่าข้อสรุปนี้ยังคงใช้ได้ภายใต้สมมติฐานที่อ่อนกว่า: หากทุกภาษาในNPง่ายโดยเฉลี่ยสำหรับอัลกอริธึมการตัดสินใจโดยสัมพันธ์กับการกระจายแบบสม่ำเสมอ ภาษาเหล่านั้นก็จะง่ายโดยเฉลี่ยสำหรับอัลกอริธึมการค้นหาโดยสัมพันธ์กับการกระจายแบบสม่ำเสมอเช่นกัน[ 14 ]ดังนั้น ฟังก์ชันทางเดียวของการเข้ารหัสลับจึงสามารถมีอยู่ได้ก็ต่อเมื่อมี ปัญหา distNPบนการกระจายแบบสม่ำเสมอที่ยากโดยเฉลี่ยสำหรับอัลกอริธึมการตัดสินใจ

ในปี 1993 Feigenbaum และ Fortnow แสดงให้เห็นว่าไม่สามารถพิสูจน์ได้ภายใต้การลดแบบสุ่มที่ไม่ปรับตัวว่าการมีอยู่ของอัลกอริทึมที่ดีโดยเฉลี่ยสำหรับ ปัญหา distNP -complete ภายใต้การแจกแจงแบบเอกรูปหมายถึงการมีอยู่ของอัลกอริทึมที่มีประสิทธิภาพในกรณีที่เลวร้ายที่สุดสำหรับปัญหาทั้งหมดในNP [ 15 ] ในปี 2003 Bogdanov และ Trevisan ได้ขยายผลลัพธ์นี้ไปยังการลดแบบไม่ปรับตัวใดๆ[ 16 ]ผลลัพธ์เหล่านี้แสดงให้เห็นว่าไม่น่าจะสามารถสร้างความสัมพันธ์ใดๆ ระหว่างความซับซ้อนในกรณีเฉลี่ยและความซับซ้อนในกรณีที่เลวร้ายที่สุดผ่านการลดได้[ 3 ]

ดูเพิ่มเติม

อ่านเพิ่มเติม

การนำเสนอเชิงการสอน:

  • Impagliazzo, R. (1995). "มุมมองส่วนตัวเกี่ยวกับความซับซ้อนในกรณีเฉลี่ย". รายงานการประชุม Structure in Complexity Theory การประชุมประจำปีครั้งที่ 10 ของ IEEE . สำนักพิมพ์ IEEE Comput. Soc. Press. หน้า  134–147 . doi : 10.1109/SCT.1995.514853 . ISBN 978-0-8186-7052-7.
  • Wang, Jie (1997). "ทฤษฎีความซับซ้อนของการคำนวณกรณีเฉลี่ย". ใน Hemaspaandra, Lane A.; Selman, Alan L. (บรรณาธิการ). ทฤษฎีความซับซ้อน: ย้อนหลัง II (PDF) . เล่ม 2. Springer Science & Business Media. หน้า  295–328 .
  • Goldreich, Oded (2011), "ความซับซ้อนของกรณีเฉลี่ย ทบทวนอีกครั้ง" (PDF)ใน Goldreich, Oded (บรรณาธิการ), การศึกษาเกี่ยวกับความซับซ้อนและการเข้ารหัสลับ เบ็ดเตล็ดเกี่ยวกับปฏิสัมพันธ์ระหว่างความสุ่มและการคำนวณ บันทึกการบรรยายในวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ เล่มที่ 6650 เบอร์ลิน ไฮเดล เบิร์ก : Springer Berlin Heidelberg หน้า  422–450 doi : 10.1007/978-3-642-22670-0_29 ISBN 978-3-642-22669-4
  • Arora, Sanjeev; Barak, Boaz (2009). "18. ความซับซ้อนของกรณีเฉลี่ย: ทฤษฎีของ Levin" ความซับซ้อนในการคำนวณ: แนวทางสมัยใหม่เคมบริดจ์; นิวยอร์ก: สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์

งานวิจัยที่เกี่ยวข้องกับความซับซ้อนของกรณีโดยเฉลี่ยประกอบด้วยผลงานดังต่อไปนี้:

ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Average-case_complexity&oldid=1360614983 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ความซับซ้อนในกรณีเฉลี่ย

ในทฤษฎีความซับซ้อนของการคำนวณความซับซ้อนในกรณีเฉลี่ยของอัลกอริทึมคือปริมาณทรัพยากรการคำนวณ บางอย่าง (โดยทั่วไปคือเวลา) ที่อัลกอริทึมใช้ โดยเฉลี่ยจากอินพุตที่เป็นไปได้ทั้งหมด

ประวัติความเป็นมาและภูมิหลัง

ประสิทธิภาพโดยเฉลี่ยของอัลกอริทึมได้รับการศึกษามาตั้งแต่มีการพัฒนาแนวคิดสมัยใหม่เกี่ยวกับประสิทธิภาพการคำนวณในช่วงทศวรรษ 1950 งานเริ่มต้นส่วนใหญ่มุ่งเน้นไปที่ปัญหาที่ทราบอัลกอริทึมเวลาพหุนามในกรณีที่เลวร้ายที่สุดอยู่แล้ว [ 3 ] ในปี 1973 Donald Knuth [ 4 ]...

ความซับซ้อนในกรณีเฉลี่ยที่มีประสิทธิภาพ

งานแรกคือการกำหนดความหมายของอัลกอริทึมที่มีประสิทธิภาพ "โดยเฉลี่ย" อย่างแม่นยำ ความพยายามเบื้องต้นอาจกำหนดอัลกอริทึมที่มีประสิทธิภาพโดยเฉลี่ยว่าเป็นอัลกอริทึมที่ทำงานในเวลาพหุนามที่คาดหวังได้สำหรับอินพุตที่เป็นไปได้ทั้งหมด...

ปัญหาการกระจายตัว

ขั้นตอนต่อไปคือการกำหนดอินพุต "เฉลี่ย" สำหรับปัญหาเฉพาะ ซึ่งทำได้โดยการเชื่อมโยงอินพุตของแต่ละปัญหากับการกระจายความน่าจะเป็นเฉพาะ นั่นคือ ปัญหา "กรณีเฉลี่ย" ประกอบด้วยภาษา L และการกระจายความน่าจะเป็น D ที่เกี่ยวข้อง ซึ่งก่อให้เกิดคู่ ( L , D ) [ 7 ]...