โครงสร้างของอินสแตนซ์พยาธิวิทยาสำหรับอัลกอริธึมเริม


17

เท่าที่ฉันเข้าใจทุกคนรู้กฎ pivot ที่กำหนดขึ้นสำหรับอัลกอริธึม simplex มีอินพุตเฉพาะซึ่งอัลกอริทึมต้องใช้เวลาเอ็กซ์โพเนนเชียล (หรืออย่างน้อยไม่ใช่พหุนาม) เพื่อค้นหาสิ่งที่ดี ให้เราเรียกว่า 'พยาธิวิทยา' อินสแตนซ์เหล่านี้เนื่องจากโดยทั่วไป (เช่นในอินพุตส่วนใหญ่) อัลกอริทึมแบบซิมเพล็กซ์จะสิ้นสุดลงอย่างรวดเร็ว ฉันจำได้จากหลักสูตรการเขียนโปรแกรมคณิตศาสตร์ของฉันว่าตัวอย่างมาตรฐานของตัวอย่างทางพยาธิวิทยาสำหรับกฎเฉพาะนั้นมีโครงสร้างสูง คำถามทั่วไปของฉันคือถ้านี่เป็นสิ่งประดิษฐ์ของตัวอย่างที่เฉพาะเจาะจงหรือคุณลักษณะของอินสแตนซ์ทางพยาธิวิทยาโดยทั่วไป?

ผลลัพธ์เช่นการวิเคราะห์ที่ราบรื่นและอัลกอริธึมเวลาแบบพหุนามขยายได้โดยอาศัยการรบกวนอินพุต - แนะนำว่าตัวอย่างทางพยาธิวิทยานั้นพิเศษมาก ดังนั้นสัญชาตญาณว่าอินสแตนซ์ทางพยาธิวิทยาที่มีโครงสร้างสูงดูเหมือนจะไม่ได้เรียกที่ไกล

ใครมีความเข้าใจที่เฉพาะเจาะจงเกี่ยวกับเรื่องนี้? หรือการอ้างอิงถึงงานที่มีอยู่? ฉันมีความคลุมเครือเป็นพิเศษเกี่ยวกับสิ่งที่ฉันหมายถึงโดย 'โครงสร้าง' เพื่อพยายามที่จะห้อมล้อมที่สุดเท่าที่จะทำได้ คำแนะนำหรือการอ้างอิงใด ๆ ที่ชื่นชมอย่างมาก!


1
ฉันไม่แน่ใจว่าฉันเข้าใจคำถามของคุณหรือไม่ แต่ตรงกันข้ามกับ“ โครงสร้าง” ดูเหมือนจะ“ สุ่ม” หากอัลกอริทึมแบบซิมเพล็กซ์ที่มีกฎการหมุนที่แน่นอนไม่มีประสิทธิภาพสำหรับกรณีแบบสุ่ม (มีความน่าจะเป็นสูง ) ผู้คนอาจไม่สนใจที่จะสร้างตัวอย่างที่ไม่ดีสำหรับกฎการหมุนเหวี่ยงนั้นเพราะกฎการหมุนเหวี่ยงนั้นไม่ได้ผล
Tsuyoshi Ito

คุณกำลังถามว่า: สำหรับกฎการหมุนรอบที่คงที่ความน่าจะเป็นที่อินสแตนซ์สุ่มจะเป็นพยาธิสภาพคืออะไร? คือการวิเคราะห์กรณีอัลกอริทึมโดยเฉลี่ย?
Kaveh

ฉันไม่ได้ขอความน่าจะเป็นที่อินสแตนซ์แบบสุ่มเป็นพยาธิวิทยา ฉันแค่ถามว่ากรณีทางพยาธิวิทยามีโครงสร้างพิเศษหรือไม่ ในฐานะที่เป็น Tsuyoshi ชี้ให้เห็นฉันควร จำกัด ให้เป็นกฎเดือยที่ดี คำแนะนำเกี่ยวกับวิธีทำให้ชัดเจนยิ่งขึ้น?
Artem Kaznatcheev

4
ฉันเชื่อว่าอินสแตนซ์ทางพยาธิวิทยาจำนวนมากเป็นก้อนที่ด้านข้างถูกก่อกวนอย่างประสงค์ร้าย แต่ฉันดูเมื่อนานมาแล้วว่าหน่วยความจำของฉันผิด
Peter Shor

คำตอบ:


16

Amenta และ Ziegler พิสูจน์ให้เห็นแล้วว่าการสร้างอินสแตนซ์เวลาแบบเอ็กซ์โปเนนเชียลไทม์สำหรับซิมเพล็กซ์เป็นไปตามโครงสร้างเฉพาะที่เรียกว่า "ผลิตภัณฑ์ที่มีรูปร่างผิดปกติ":

ผลิตภัณฑ์ที่มีการเสียรูปและเงาสูงสุดของโพลีเอสเทอร์โดย Amenta และ Ziegler

อย่างไรก็ตามฉันไม่คิดว่ามีเหตุผลใดที่จะเชื่อได้ว่าอินสแตนซ์ที่ไม่ดีทั้งหมดของ simplex มีโครงสร้างนี้ นี่อาจเป็นเพียงสิ่งประดิษฐ์ของกระบวนการวิจัย:

  1. Klee และ Minty พบตัวอย่างเวลาเอ็กซ์โปเนนเชียลครั้งแรก
  2. นักวิจัยคนอื่นดูและเทคนิคของ Klee และ Minty และขยายไปยังกฎ pivot อื่น ๆ พวกเขาเข้าสู่เส้นทางที่มีความต้านทานน้อยที่สุดและติดตามลูกบาศก์ Klee-Minty ให้ใกล้เคียงที่สุด
  3. เมื่อมีคนพบตัวอย่างที่ไม่ดีอย่างหนึ่งสำหรับกฎเดือยจะไม่มีแรงจูงใจให้ผู้คนค้นหาอีกต่อไป ดังนั้นตัวอย่างที่ไม่ดีทั้งหมดที่เรารู้จักมีโครงสร้างคล้ายกัน

1
ฉันชอบคำตอบทางสังคมวิทยาสำหรับคำถามทางคณิตศาสตร์เสมอ) ขอบคุณสำหรับคำตอบ! ฉันจะดู AmentaZiegler1996 ให้ละเอียดยิ่งขึ้นคุณทราบผลตั้งแต่ '96 ที่ใช้งานได้ดีกับผลิตภัณฑ์ที่มีรูปทรงผิดปกติหรือไม่? ฉันพบกระดาษโดย Norman Zadeh (ตั้งแต่ปี 1980 และ 2009) ว่าแม้ในรุ่น '80s [ stanford.edu/group/SOL/reports/OR-80-27.pdf ] กล่าวถึงการเอาชนะการสร้างผลิตภัณฑ์ที่ผิดรูป
Artem Kaznatcheev

"ผลิตภัณฑ์ที่มีรูปร่างผิดปกติ" เป็นแนวคิดที่เข้าใจง่ายในทศวรรษชุมชน LP ก่อนที่นีน่าและกุนเตอร์จะทำให้เป็นทางการ แน่นอนว่ามันเป็นคำอธิบายที่ถูกต้องของลูกบาศก์ Klee-Minty!
Jeff

1
ดูเพิ่มเติมที่ขอบเขตล่างของMatoušekและ Szabo สำหรับ RANDOM EDGE บน "abstract cubes" ซึ่งสามารถเห็นได้ว่าเป็นลูกพี่ลูกน้องของ combinatorial ของ Amenta และ Ziegler: portal.acm.org/citation.cfm?id=1033164
Jeffε
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.