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具有恒定内存的快速周期图探索。 (英语) Zbl 1149.68048号

摘要:我们考虑使用一个称为机器人的有限状态自动机对无向图中所有节点进行周期性探索的问题。机器人使用恒定数量的状态(内存位),必须能够探索任何未知的匿名图。图中的节点既没有标记也没有着色。然而,当机器人访问一个节点(v)时,它可以区分与之相关的边。这些边是由称为端口号的连续整数(1,dots,d(v))排序和标记的,其中,d(v)是度(v)。周期图探索要求自动机以周期方式无限多次地访问每个节点。
在本文中,我们感兴趣的是将勘探期的长度最小化。换句话说,我们希望最小化机器人在两次连续访问通用节点(处于相同状态且通过相同端口进入节点)之间执行的最大边遍历次数。请注意,如果任意设置本地端口号,则问题无法解决,请参阅[L.布达赫,“自动机与迷宫”,数学。纳克里斯。86, 195–282 (1978;兹比尔0405.68049)]. 在这种情况下,我们正在寻找最小函数\(\pi(n)\),这样,就存在一种有效的确定性算法来设置本地端口号,从而允许机器人沿着具有周期\(\π(n。Dobrev等人于年证明[S.Dobrev、J.Jansson、K.SadakaneW.-K.Sung先生,“在图中寻找短的右半球行走”,Lect。注释计算。科学。3499, 127–139 (2005;Zbl 1085.68106号)]对于被遗忘的机器人(pi(n)leqsleat 10n)。
最近,Ilcinkas为配备两个额外内存位的机器人提出了另一种端口标记算法,参见[D.伊尔辛卡斯,“为快速图形浏览设置端口号”,Theor。计算。科学。401, 236–242 (2008;Zbl 1147.68042号)],其中勘探期\(\pi(n)\leqslead 4n-2)。在同一篇论文中,假设即使允许使用更大的内存,边界(4n-O(1))也是紧的。在本文中,我们提出了一种有效的确定性算法来排列端口号,从而使配备有恒定比特数的机器人能够以\(\pi(n)<3.75n-2\)步完成遍历周期,从而降低了现有的上界,从而推翻了这一猜测。这减少了与任何机器人保持的\(\pi(n)\geqsleat 2n-2)下限之间的间隙。

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65年第68季度 形式语言和自动机
68兰特 计算机科学中的图论(包括图形绘制)
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参考文献:

[1] 阿尔伯斯,S。;Henzinger,M.R.,《探索未知环境》,SIAM J.Compute。,29, 1164-1188 (2000) ·Zbl 0947.68165号
[2] Awerbuch,B。;Betke,M。;铆钉,R。;Singh,M.,《移动机器人的逐段图形探索》,Inform。和计算。,152, 2, 155-172 (1999) ·Zbl 1045.68611号
[3] B.Awerbuch,S.G.Kobourov,《多对数overhead分段图探索》,摘自:Proc。第11届计算学习理论年会,COLT 1998,第280-286页;B.Awerbuch,S.G.Kobourov,《多对数overhead分段图探索》,摘自:Proc。第11届计算学习理论年会,COLT 1998,第280-286页
[4] 本德,医学硕士。;费尔南德斯,A。;罗恩·D。;Sahai,A。;Vadhan,S.,《鹅卵石的力量:探索和映射有向图》,Inform。和计算。,176, 1, 1-21 (2002) ·Zbl 1012.68202号
[5] M.A.Bender,D.Slonim,《团队探索的力量:两个机器人可以学习未标记的有向图》,摘自:Proc。第35届安交响乐团。《计算机科学基础》,FOCS 1994,第75-85页;M.A.Bender,D.Slonim,《团队探索的力量:两个机器人可以学习未标记的有向图》,摘自:Proc。第35届安交响乐团。《计算机科学基础》,FOCS 1994,第75-85页
[6] Betke,M。;铆钉,R。;辛格,M.,《未知环境的零碎学习》,马赫。学习。,18, 231-254 (1995)
[7] 布达赫,L.,《自动机与迷宫》,《数学》。纳克里斯。,86, 195-282 (1978) ·Zbl 0405.68049号
[8] 科恩,R。;Fraignaud,P。;伊尔辛卡斯,D。;科尔曼,A。;Peleg,D.,有限自动机的标签引导图探索,(第32届国际自动机学术讨论会,语言与编程,第32届自动化,语言与程序国际研讨会,ICALP 2005。程序。第32届国际自动化、语言和编程学术讨论会。程序。第32届国际自动化、语言和编程学术讨论会,ICALP 2005,计算机课堂讲稿。科学。,第3580卷(2005),《施普林格:柏林施普林格》,第335-346页·Zbl 1082.68588号
[9] 库克,S。;Rackoff,C.,受限机器上迷宫线程化的空间下限,SIAM J.Compute。,9, 3, 636-652 (1980) ·兹比尔0445.68038
[10] 邓,X。;Papadimitriou,C.H.,探索未知图形,《图论》,32,265-297(1999)·Zbl 0941.68099号
[11] 迪克斯,K。;Fraignaud,P。;克拉纳基斯,E。;Pelc,A.,《内存不足的树探索》,J.Algorithms,51,38-63(2004)·Zbl 1067.68100号
[12] Dobrev,S。;Jansson,J。;Sadakane,K。;Sung,W.-K.,《发现图形中的短右手行走》,(第12届结构信息和通信复杂性学术讨论会论文集,第12届结构化信息和通信复杂度学术讨论会文献集,SIROCCO 2005。程序。第十二届结构信息和通信复杂性学术讨论会。程序。第十二届结构信息与通信复杂性学术讨论会,SIROCCO 2005,计算机课堂讲稿。科学。,第3499卷(2005),《施普林格:柏林施普林格》,127-139·Zbl 1085.68106号
[13] C.A.Duncan,S.G.Kobourov,V.S.A.Kumar,最优约束图探索,收录于:Proc。年第12届ACM-SIAM交响乐团。《离散算法》,SODA 2001,第807-814页;C.A.Duncan,S.G.Kobourov,V.S.A.Kumar,最优约束图探索,收录于:Proc。第12届ACM-SIAM研讨会。《离散算法》,SODA 2001,第807-814页·Zbl 0992.68160号
[14] 弗莱舍,R。;Trippen,G.,《有效探索未知图形》,(第13届欧洲算法年会论文集,第13届欧盟算法年会文献集,2005年欧洲航天局。程序。第十三届欧洲算法年会。程序。第十三届欧洲算法年会,ESA 2005,计算机讲稿。科学。,第3669卷(2005),《施普林格:柏林施普林格》,11-22·Zbl 1162.68493号
[15] Fraignaud,P。;Ilcinkas,D.,《很少记忆的有向图探索》,(第21届计算机科学理论方面年度研讨会论文集,第21届计算科学理论方面年会论文集,STACS 2004。程序。第21届计算机科学理论方面年度研讨会。程序。第21届计算机科学理论方面年度研讨会,STACS 2004,计算机课堂讲稿。科学。,第2996卷(2004),《施普林格:柏林施普林格》,246-257·Zbl 1122.68676号
[16] Fraignaud,P。;伊尔辛卡斯,D。;佩尔,G。;Pelc,A.等人。;Peleg,D.,《有限自动机的图形探索》,Theoret。计算。科学。,345, 331-344 (2005) ·Zbl 1081.68045号
[17] Fraignaud,P。;伊尔辛卡斯,D。;Rajsbaum,S。;Tixeuil,S.,《图形探索空间下限的简化自动机技术》(The reduced automata technique for graph exploration space lower bounds),(《西蒙·埃文的记忆》(Essays in Memory of Shimon Even)。纪念西蒙·埃文的散文。《纪念西蒙·埃文的论文》,《2006年理论计算机科学》,《计算机课堂讲稿》。科学。,第3895卷(2006年),《施普林格:柏林施普林格》,1-26
[18] Gąsieniec,L。;Klasing,R。;马丁·R。;纳瓦拉,A。;Zhang,X.,具有恒定记忆的快速周期图探索,(第14届结构信息和通信复杂性学术讨论会论文集,SIROCCO 2007。程序。第十四届结构信息与通信复杂性学术讨论会,SIROCCO 2007,计算机课堂讲稿。科学。,第4474卷(2007年),斯普林格-Verlag),26-40·Zbl 1201.68147号
[19] L.Gąsieniec,A.Pelc,T.Radzik,X.Zhang,对数记忆树探索,收录于:Proc。第18届ACM-SIAM离散算法年会,SODA 2007;L.Gąsieniec,A.Pelc,T.Radzik,X.Zhang,对数记忆树探索,收录于:Proc。2007年第18届ACM-SIAM离散算法年会·Zbl 1302.68216号
[20] Ilcinkas,D.,为快速图形探索设置端口号,(第13届结构信息和通信复杂性学术讨论会论文集,第13届结构化信息和通信复杂度学术讨论会文献集,SIROCCO 2006。程序。第十三届结构信息和通信复杂性学术讨论会。程序。第十三届结构信息与通信复杂性学术讨论会,SIROCCO 2006,计算机课堂讲稿。科学。,第4056卷(2006),《施普林格:柏林施普林格》,59-69·兹比尔1222.68124
[21] Panaite,P。;Pelc,A.,探索未知的无向图,J.算法,33281-295(1999)·Zbl 0957.68092号
[22] O.Reingold,《日志空间中的非定向ST连接性》,摘自:Proc。第37届ACM计算理论研讨会,STOC 2005,第376-385页;O.Reingold,《日志空间中的非定向ST连接性》,摘自:Proc。第37届ACM计算理论研讨会,STOC 2005,第376-385页·Zbl 1192.68374号
[23] Rollik,H.,planaren Graphen的自动化,Acta Inform。,13, 287-298 (1980) ·兹比尔0442.68046
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