มีการลดเกม“ แผ่นประตูและแผ่นความดัน” ที่ไม่กระจายความยาวของโซลูชันหรือไม่?


12

บทความนี้แสดงให้เห็นว่าในเกมที่มีประตูและแผ่นความดันมันเป็นเรื่องยากที่ PSPACE จะตรวจสอบว่าอวตาร (ผู้เล่น) สามารถเข้าถึงตำแหน่งที่กำหนดหรือไม่ สิ่งนี้พิสูจน์ได้จากการลดลงของTQBFและความยาวของผลลัพธ์ที่ได้นั้นขึ้นอยู่กับจำนวนของตัวนับสากลในสูตร

มีการลดลงจากเครื่อง NPSPACE ไปยังเกมดังกล่าวซึ่งความยาวของการแก้ปัญหาของเกมเกี่ยวข้องกับพหุนามกับความยาวของเส้นทางการยอมรับของเครื่องหรือไม่


1
ร่างย่อของ defn อย่างเป็นทางการมากขึ้นของ "เกมกับประตูและแผ่นความดัน" [อนิจจาไม่ได้รับจริง ๆ ในกระดาษในที่เดียว] เกมทั่วไปเป็นแผนที่ 2d ที่ไม่มีขีด จำกัด ที่สามารถแสดงเป็นกราฟ (ขนาดที่กำหนดเอง) ของการเชื่อมต่อช่องว่าง / ภูมิภาค โหนดของกราฟคือช่องว่าง / ภูมิภาค (equiv, เซลล์ / อุโมงค์ ฯลฯ ), ขอบเป็นประตูระหว่างพวกเขา แผ่นความดันเป็นสวิตช์ที่อยู่ในช่องว่าง สวิตช์ควบคุมการเปิดประตู ประตูเริ่มออกมาโดยพลการอาจเปิดบ้างบางคนปิดไป (ฯลฯ ) ... อย่างไรก็ตามดูเหมือนว่าผู้เขียนกำลังพิจารณาเฉพาะกราฟระนาบ
— vzn

ยิ่งไปกว่านั้นคำถามดูเหมือนจะใกล้เคียงหรือเกือบเทียบเท่ากับคำถามที่ว่าความยาวของทางเดินที่น้อยที่สุดของการแก้ปัญหา (นับเป็นขอบ) ผ่านทางกราฟนั้นมีความสัมพันธ์เชิงพหุนามหรือมีความสัมพันธ์กับขนาดของกราฟ / สวิตช์ .. ในทางกลับกันดูเหมือนว่าจะเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับคำถามของรอบหลายวิธีในเส้นทางที่มีความจำเป็นหรือถ้าพวกเขาไม่ได้ ...
— vzn

คำตอบ:


2

บางทีคุณอาจจำลอง LBA ได้อย่างง่ายดาย ความคิดดังต่อไปนี้:

  • Gi

  • CiCi

  • ZiOiZiOi

  • qiiqi

  • CiCi+1Ci−1

แกดเจ็ตมือถือถูกร่างในภาพด้านล่าง

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

ตัวเลือกที่ไม่สามารถกำหนดค่าได้สามารถแยกทางเดินในโครงสร้างการควบคุมเป็นทางเดินย่อยสองทางหรือมากกว่าดังแสดงในรูปด้านล่าง

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

หมายเหตุ: หากจานสามารถเปิด / ปิดประตูเดียวได้คุณสามารถเพิ่มโครงสร้างเสริมด้วยทางเดินยาว (ทางเดียว) ที่ (de) เปิดใช้งานประตูสถานะที่แตกต่างกันของแต่ละเซลล์


หากประตูสามารถเปิดได้ด้วยแผ่นเดียวและสามารถปิดได้ด้วยแผ่นเดียวเท่านั้นคุณสามารถใช้อุปกรณ์เสริมครอสโอเวอร์ (ซึ่งฉันสามารถอธิบายได้) เพื่อให้ทางเดินนำไปสู่ทางเข้าของเซลล์ที่ต้องการเท่านั้น (ซึ่งจะลบ ต้องการประตู C1), ใช้ Z1 และ O1 ด้วยประตูที่แตกต่างกันจำนวนมากแต่ละอันมีแผ่นปิดทันทีหลังจากนั้นและใช้ q0, ... , ประตู q4 เป็นทางเดินขนาดเล็กที่มีสองประตูตามมา โดยแผ่นที่ปิดหนึ่งในสองประตูนั้นและแผ่นที่ปิดหนึ่งในคู่ของประตูที่เปิดอยู่ในอีกค่าของ Qi [มูลค่าของเซลล์]

เป็นอิสระจากข้อเสนอแนะในความคิดเห็นก่อนหน้าของฉันหาก LBA นั้นไม่สามารถกำหนดได้ ทางเดินเดียวจะต้องมีทางเดินย่อยเพื่อระบุทางเลือกที่ไม่ได้กำหนดไว้

?? การรับรู้ LBA isnt = (N) PSPACE หรือไม่ ดูเหมือนว่ามันจะเป็นประโยชน์มากขึ้นถ้าคำตอบนั้นเป็นวลีในแง่ของระดับความซับซ้อน
— vzn

@RickyDemer: ตกลงฉันเพิ่มตัวอย่างของตัวเลือกที่ไม่ได้กำหนดไว้ คุณใช้ metatheorems ของ Viglietta เพื่อพิสูจน์ความซับซ้อนของเกมหรือไม่?
— Marzio De Biasi

ฉันอ่าน metatheorems ของเขาและรู้ว่านี่เป็นสิ่งหนึ่งที่พวกเขาไม่ได้พูด

2

อีกวิธีที่รวดเร็วในการพิสูจน์ Metatheorem 2c (ความแข็ง PSPACE เมื่อประตูถูกควบคุมด้วยแผ่นเปลือกโลกสองแผ่น) คือการใช้กรอบข้อ จำกัด ของ Nondeterministic ( RA Hearn และ ED Demaine, แบบจำลองข้อ จำกัด Nondeterministic ของการคำนวณ: การลดลงและการประยุกต์ใช้ )

ในกรณีนี้มันก็เพียงพอแล้วที่จะใช้ซีรีย์แนวนอนแนวนอนคู่ สถานะของคู่ของแต่ละคู่แสดงถึงทิศทาง (ขาเข้า / ขาออก) ของขอบในกราฟข้อ จำกัด ดั้งเดิม การจำลองแกดเจ็ต AND และหรือแกดเจ็ตนั้นเพียงพอแล้วเช่นร่างในรูปด้านล่าง

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่


-5

การวิจัยประเภทนี้เกี่ยวกับวิดีโอเกมเกี่ยวกับความซับซ้อนในการคำนวณค่อนข้างน่าสนใจ แต่ก็ค่อนข้างใหม่โดยทั่วไปแล้วจะมีอายุน้อยกว่าทศวรรษ ฉันจะเถียงที่นี่มีความละเอียดอ่อนบางครั้งที่พลาดในการวิเคราะห์ปัจจุบัน [ไม่เคยเห็น / สังเกตเห็นสิ่งนี้ชี้ให้เห็นในเอกสารที่อ้างถึงหรือเอกสารอื่น ๆ จนถึง] และขัดขวางการตอบคำถามที่ระบุไว้อย่างแน่นอน

เพื่อพิสูจน์ความสัมพันธ์กับระบบการคำนวณเราจะต้องสามารถแมประบบการคำนวณลงในเกมและในทางกลับกัน ตัวอย่างในเอกสารที่อ้างถึงข้างต้นโดย Viglietta มีแนวคิดว่าแผ่นความดันและประตู (เช่นประตูควบคุมแผ่นความดัน) สามารถ "เหมือน" QBF การเปรียบเทียบนี้เป็นไปได้อย่างแน่นอนขณะที่พวกเขาทำแผนที่ออกมา หนึ่งสามารถใช้ QBF เพื่อแก้เกมด้วยแผ่นความดันและประตู

อย่างไรก็ตามนี่คือความฉลาด ในเกมที่กำหนดเลย์เอาต์ของเกมได้รับการแก้ไขโดยทั่วไป ในการออกแบบวิดีโอเกมแนวคิดของเลย์เอาต์ที่แตกต่างเรียกว่า "การออกแบบเลย์เอาต์" และไม่ใช่ "ที่กำหนด" ของเกมทั้งหมด ตัวอย่างเช่นในเกม Doom ที่ก้าวล้ำเครื่องมือการออกแบบระดับเปิดแหล่งที่มาคือให้ผู้เล่นใช้ กล่าวอีกนัยหนึ่งการออกแบบระดับโดยพลการถือได้ว่าเป็นส่วนหนึ่งของเกม แต่ในเกมอื่น ๆ ที่พิจารณาในเอกสารวิดีโอเกมที่สร้างขึ้น แต่เดิมมีระดับคงที่ บางครั้งเอกสารไม่ได้พิจารณาเรื่องนี้อย่างชัดเจน

ดังนั้นจึงมีข้อโต้แย้งที่ชัดเจนว่าในเกมส่วนใหญ่ที่ไม่มีการออกแบบเลเวลหรือเลย์เอาท์แบบสุ่มระดับคงที่และสิ่งนี้มีผลกระทบอย่างมากต่อความซับซ้อนที่แท้จริงของการแก้ "เกม" เช่น "เกม" คืออะไร? มันรวมถึงเลย์เอาท์แบบสุ่มและ / หรือความเป็นไปได้ในการออกแบบระดับหรือไม่? ระดับการออกแบบเป็นส่วนหนึ่งของการทำแผนที่คอมพิวเตอร์? ปัญหาเหล่านี้ถูกคัดสรรมาแล้วในเอกสารปัจจุบัน

นำไปสู่การตรงกันข้ามมากของเอกสารหนึ่งอาจโต้แย้งว่าการใช้งานวิดีโอเกมจริงทั้งหมดสามารถแก้ไขได้โดยFSMsเพราะพวกเขามีหน่วยความจำที่ จำกัด !

สำหรับที่จะมีการแมปการคำนวณจริงโดยทั่วไปหนึ่งต้องพูดคุยเกมที่จะมีส่วนร่วม

  • ระดับที่มีขนาดโดยพลการ! เพื่อให้สามารถแมปกับ TM ได้ด้วยเทป "อินพุต" แบบไม่ จำกัด ขนาด
  • การออกแบบระดับที่ช่วยให้การสร้างระดับเหล่านี้

ปัญหาการทำแผนที่คล้ายกันเล็กน้อยเกิดขึ้นในการวิจัย CA / Cellular Automata ที่มีแนวคิดเกี่ยวกับการใช้รูปแบบเป็นระยะที่ไม่มีที่สิ้นสุดบน CA ในฐานะ "รูปแบบเริ่มต้น" เพื่อพิสูจน์ความเท่าเทียม / ความสมบูรณ์ของ TM

ดังนั้นโดยทั่วไปคำถามของคุณจะไม่ได้ถูกกำหนดอย่างเข้มงวดจนกว่าคุณจะชี้แจงได้ดีขึ้น (เช่นการกำหนดอย่างเป็นทางการ / ทางคณิตศาสตร์ ) สิ่งที่คุณหมายถึงโดย "ในเกมที่มีประตูและแผ่นความดัน" และในทางที่แม้แต่กระดาษไม่ชัดเจน คิดเกี่ยวกับการออกแบบระดับ, ระดับขนาดไม่ จำกัด , ฯลฯ แต่โปรดสังเกตว่า "เกม" ที่กำหนดด้วยคุณสมบัติเหล่านี้นั้นได้ถูกแยกออกไปจากวิดีโอเกมจริง / วิดีโอของจริงด้วยวิธีที่สำคัญมาก

ดังนั้นในระยะสั้นฉันคิดว่านี่เป็นงานวิจัยที่น่าสนใจ / คุ้มค่าแม้ว่าจะเริ่มต้นอย่างไม่เป็นทางการและสมควรได้รับการพัฒนาต่อไป แต่ในระดับหนึ่งการทำให้เป็นระเบียบจะต้องมีความเข้มงวดมากขึ้นในคำจำกัดความพื้นฐาน ต้องจ่ายให้เข้มงวดมากขึ้น / อย่างเป็นทางการ / โปร่งใสแตกต่างระหว่างการใช้งานและนามธรรม


ตัวอย่างเช่นที่นี่เป็นบทความเกี่ยวกับ Battleship เมื่อ NP เสร็จสมบูรณ์ แต่มัน / รัฐ / อย่างเป็นทางการที่ดีกว่า / อธิบาย NP ทั่วไปสมบูรณ์ของเกมขนาด จำกัด เรือประจัญบานเป็นปัญหาในการตัดสินใจโดย Sevenster, sec2
— vzn

ตัวอย่างของรายละเอียดปลีกย่อยใน generalizing อื่น / สรุปปัญหาทั่วไปของรูปทรงเรขาคณิตที่ 15 ปริศนาสามารถส่งผลกระทบต่อความสมบูรณ์ของ โปรดทราบว่าตารางสี่เหลี่ยมกับสี่เหลี่ยมสามารถมีผลต่อผลลัพธ์
— vzn

7
แม้ว่านี่จะเป็นปัญหา แต่ฉันคิดว่าการอ้างสิทธิ์ของคุณว่าเป็นสิ่งที่ถูกกล่าวถึงในวรรณคดีนั้นเกินเลยไปมาก และได้รับการดำรงอยู่ของเอกสารเช่น Fraenkel et al FOCS 1978 เกี่ยวกับความซับซ้อนของตัวตรวจสอบ Even และ Tarjan JACM 1976 บน Hex และ Robertson และ Munro Util คณิตศาสตร์. ปี 1978 เรื่อง Instant Insanity การอ้างสิทธิ์ของคุณว่านี่เป็นพื้นที่ใหม่เอี่ยม
— David Eppstein

เห็นได้ชัดว่าเกมโดยทั่วไปที่ศึกษาจากมุมมอง TCS ไม่ใช่เรื่องใหม่วิดีโอเกม ที่มีเนื่องจากข้อความระวังในการระบุ
— vzn

1
Mahjong solitaire : 1994. Minesweeper : 2000. Tetris : 2002. สิ่งเหล่านี้ไม่นับว่าเป็นวิดีโอเกมหรือคุณใช้ทศวรรษที่ยาวนานไหม?
— Peter Shor
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.