Неконструируемые функции и аномальные результаты

10

В книге Арора-Барак, в определении функций, способных к построению по времени, говорится, что использование функций, которые не могут быть построены по времени, может привести к «аномальным результатам». У кого-нибудь есть пример такого "аномального результата"? В частности, я слышал, что могут существовать такие функции, что теорема о временной иерархии не выполняется. У кого-нибудь есть пример таких функций? Есть ли что-то об этом где-то в литературе?

паскаль
источник
3
Вы смотрели на них: math.stackexchange.com/questions/51082/… и cstheory.stackexchange.com/questions/992/… ?
Юкка Суомела
@JukkaSuomela: Да, есть, но они касаются того, какие функции могут быть построены по времени / пространству, и почему они полезны.
Паскаль

Ответы:

11

Теорема Бородина о разрыве : для любой общей вычислимой функцииg(n)nесть общая вычислимая функция t такой, что DTIME[g(t(n))]=DTIME[t(n)],

Фактически, это справедливо для любой меры сложности Блюма вместо DTIME,

Смотрите также страницу википедии и ссылки там.

Джошуа Грохов
источник
6

Поскольку статья в Википедии не дает доказательства, а статья посвящена ACM DL, я подумал, что было бы полезно опубликовать доказательство здесь:

ТЕОРЕМА 3.7. Теорема о разрыве.

Позволять Φ быть мерой сложности, g неубывающая рекурсивная функция такая, что x,g(x)x, Тогда существует возрастающая рекурсивная функцияt такие, что функции вычислимы по мере сложности t такие же, как функции, вычислимые по мере сложности gt,

Доказательство.

определять t следующее:

t(0):=1
t(n):=μk>t(n1):in,(Φi(n)<kΦi(n)>g(k))
  1. для всех n, Eсть k, ибо для всех in:

    а. еслиΦi(n) тогда не определено k,Φi(n)>g(k), а также

    б. если Φi(n) определяется тогда k,Φi(n)<k,

  2. k можно найти рекурсивно, так как Φ является мерой сложности и, следовательно, Φi(n)<k а также Φi(n)>g(k) являются рекурсивными предикатами.

  3. t удовлетворяет теореме, так как ni подразумевает, что либо Φi(n)<t(n) или Φi(n)>gt(n),

QED.

Мы видим, что сколь угодно большой tможно найти для удовлетворения теоремы 3.7. Предположим, мы хотимt(n)>r(n)затем определите

t(0):=r(0)+1
t(n):=μk>max{t(n1),r(n)}:

(от Аллана Бородина, « Вычислительная сложность и существование пробелов в сложности », JACM 1972, с небольшими изменениями.)

Кава
источник
Идея состоит в том, чтобы определить t(n) быть наименьшим k st любая функция (с индексом меньше n) это вычислимо по мере сложности g(k) также вычислимо по мере сложности k,
Каве