กราฟไม่มีขีด จำกัด เหมาะสำหรับอะไร?


20

ฉันเพิ่งอ่านวิกิพีเดียภาษาเยอรมันว่ากราฟไม่มีที่สิ้นสุดเป็นกราฟที่มีจำนวนโหนดไม่ จำกัด หรือจำนวนขอบไม่ จำกัด ฉันรู้เฉพาะแอปพลิเคชั่นและอัลกอริธึมสำหรับกราฟ จำกัด

กราฟไม่มีขีด จำกัด เหมาะสำหรับอะไร?

แอปพลิเคชันของสิ่งเหล่านั้นคืออะไร? ฉันนึกภาพไม่ออกว่าอัลกอริธึมที่ใช้กับกราฟไม่สิ้นสุดเนื่องจากคุณไม่สามารถจัดเก็บกราฟไม่สิ้นสุด ดังนั้นคุณไม่สามารถใช้งานได้


อัลกอริทึมโลภที่ทำงานโดยการย้ายระหว่างจุดยอดที่มีขอบ จำกัด สามารถสำรวจกราฟและหาจุดสุดยอด "ที่ต้องการ" หรือ "ดีที่สุด" ใหม่โดยพิจารณาจากต้นทุนหรือความเหมาะสมของฟังก์ชันที่ประเมินในแต่ละจุดยอด การวิเคราะห์พฤติกรรมการหาค่าเหมาะที่สุดเช่นอัลกอริธึมทางพันธุกรรมถือได้ว่าเป็นกราฟที่ไม่มีที่สิ้นสุด
vzn

คำตอบ:


18

ปัญหาการค้นหาในปัญญาประดิษฐ์ (เช่นการค้นหาทรีเกมของเกมหมากรุกหรือค้นหาวิธีแก้ปริศนาเช่นลูกบาศก์ของรูบิคหรือการค้นหาลำดับของการกระทำเพื่อให้บรรลุเป้าหมายที่ต้องการ) โดยทั่วไปคือ เอฟเฟกต์อัลกอริธึมบนกราฟที่ไม่มีที่สิ้นสุดแม้ว่าคำตอบที่ต้องการคือเส้นทางที่ จำกัด แน่นอนมันเป็นไปได้ที่จะดำเนินการขั้นตอนวิธีการในกราฟเช่นถ้าพวกเขาจะแสดงโดยปริยาย

แต่มันก็เป็นความจริงเช่นกันว่าคณิตศาสตร์อาจมีประโยชน์แม้ว่าจะไม่ใช่คณิตศาสตร์ของปัญหาที่สามารถแก้ไขได้ด้วยอัลกอริธึม กราฟที่ไม่มีที่สิ้นสุดสามารถนำมาใช้เป็นแบบจำลองกระบวนการเกิดและความตาย (เช่นกฎของเราสำหรับการสืบทอดชื่อและอัตราที่ผู้คนเกิดและตายนำไปสู่การแจกแจงแบบ nonuniform ของชื่อครอบครัวในวัฒนธรรมของมนุษย์ต่าง ๆ ?) กรอบสำหรับการถามคำถามเกี่ยวกับคณิตศาสตร์สมมาตร (ผ่านCayley กราฟซึ่งมักจะไม่มีที่สิ้นสุด) เพื่อให้แบบจำลองสำหรับการให้เหตุผลเกี่ยวกับระบบของตรรกะ (ดูกราฟ Radoและแบบจำลองอิ่มตัว ) เป็นต้น


5
ต้นไม้ของเกมหมากรุกมี จำกัด - แม้ว่าจะเป็นเกมที่ไม่สามารถจินตนาการได้ - เนื่องจากมีจำนวนการเคลื่อนไหวสูงสุด (เนื่องจากกฎห้าสิบย้ายและการทำซ้ำสามครั้ง ) ขอบคุณสำหรับคำตอบของคุณคุณพูดถึงความคิดมากมายที่ฉันไม่ได้คิด: +1
Martin Thoma

2
กฎเหล่านั้นบังคับให้เลิกเล่นเกมหรือไม่? หรือพวกเขาเพียงแค่ให้ตัวเลือกเพิ่มเติมแก่ผู้เล่นในการเรียกการเสมอมากกว่าที่จะเดินหน้าต่อไป
David Eppstein

1
@DavidEppstein: พวกเขากำหนดขีด จำกัด การย้ายสูงสุด หากมีการเคลื่อนไหว 50 ครั้งโดยไม่มีผู้เล่นคนใดเคลื่อนย้ายเบี้ยหรือจับชิ้นส่วนเกมจะสิ้นสุดโดยอัตโนมัติในการเสมอแม้ว่าผู้เล่นจะต้องการดำเนินการต่อ (แต่แน่นอนว่าสิ่งนี้จะไม่ส่งผลต่อคำตอบของคุณ)

1
@DavidEppstein: อ่าขอโทษฉันคิดว่ากฎเหล่านั้นบังคับให้เลิกจ้าง พวกเขาไม่ได้เป็นรัฐที่สุจริตตามกฎ ดูเพิ่มเติมmath.stackexchange.com/q/194008/6876สำหรับคำถามที่เกี่ยวข้อง
Martin Thoma

9

ในพื้นที่ต่อต้านแม่เหล็กไฟฟ้าของโมเดลไอซิงความซับซ้อนในการคำนวณของการนับใกล้เคียงขึ้นอยู่กับการวัดกิ๊บส์ในต้นไม้ที่ไม่มีสิ้นสุด การวัดกิ๊บส์บนต้นไม้d- ผิดปกติเหล่านี้ผ่านการเปลี่ยนเฟสบนเส้นที่เรียกว่าธรณีประตูdd

ในอีกด้านหนึ่งของขีด จำกัด รูปแบบการส่องยากที่จะประมาณ ในอีกด้านหนึ่งของขีด จำกัด โมเดล Ising นั้นง่ายที่จะประมาณ ความซับซ้อนของโมเดลไอซิ่งตามเกณฑ์ที่ไม่ซ้ำกันในปัจจุบันเป็นปัญหาที่เปิดอยู่ แต่การคาดเดาก็คือมันสามารถใช้การได้

ผลลัพธ์ล่าสุดในสายงานนี้คือโดย Sly an Sun ดูการอ้างอิงของพวกเขาสำหรับงานอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้อง


3

เพื่อให้แอปพลิเคชันเฉพาะซึ่งมีประโยชน์ในการคิดเกี่ยวกับกราฟที่ไม่มีที่สิ้นสุดให้พิจารณาเครือข่ายของโหนดแบบกระจายซึ่งแต่ละโปรแกรมจะใช้อัลกอริทึมแบบกระจายซึ่งดำเนินการเป็นรอบ ในทุก ๆ รอบโหนดสามารถอัพเดตสถานะของมันโดยทำการคำนวณโลคัลและสื่อสารโดยการส่ง / รับข้อความไปยัง / จากเพื่อนบ้าน ผลลัพธ์ของอัลกอริธึมดังกล่าวคือเอาท์พุทรวมของโหนดทั้งหมด ตัวอย่างเช่นทุกโหนดสามารถตัดสินใจว่าจะเป็นส่วนหนึ่งของชุดอิสระหรือไม่

Ω(เข้าสู่ระบบ* * * *n)

อภิปรายเพิ่มเติมในประเด็นนี้สามารถพบได้ ที่นี่


1

กราฟสากลเป็นอนันต์ & ความทั่วไปของกราฟสุ่ม Rado ที่กล่าวถึงโดย DE การวิจัยเมื่อเร็ว ๆ นี้ในพื้นที่นี้อยู่ในทิศทางของการระบุกราฟสากลสำหรับตระกูลกราฟ F: กล่าวคือกราฟที่ไม่มีที่สิ้นสุดของ F ที่มีกราฟ จำกัด ทั้งหมดใน F เป็นกราฟย่อยย่อยที่เหนี่ยวนำ

โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.