There is quite a bit of literature on the computational costs
of A and related algorithms. A widely cited result by Pohl
(1977) considers precisely the kind of heuristics we study in
this paper, i. e., those with constant absolute error. He proves
that the A algorithm requires a linear number of node expansions
in this case. However, the analysis relies on certain
critical assumptions which are commonly violated in planning
tasks. First, it assumes that the branching factor of the
search space is constant across inputs. If the branching factor
is polynomially related to input size, as is often the case
in planning, the number of node expansions is still polynomial
in the input size for a fixed error c, but of an order that
grows with c. More importantly, the analysis requires that
there is only a single goal state and that the search space
contains no transpositions. The latter assumption, critical to
Pohl’s tractability result, is violated in all common benchmark
tasks in planning. For example, in the following section
we show that the GRIPPER domain requires an exponential
number of node expansions even with very low heuristic
inaccuracies due to the large number of transpositions. Pohl
also considers the case of heuristics with a constant relative
error, i. e., h(s) c · h(s) for some constant c < 1. However,
as our negative results already apply to the much more
optimistic case of constant absolute error, we do not discuss
this analysis.
Gaschnig (1977) extends Pohl’s analysis to logarithmic
absolute error (i. e., h(s) − h(s) = O(log(h(s)))), showing
that A also requires a polynomial number of expansions
under this less restrictive assumption. However, his analysis
requires the same practically rare search space properties
(no transpositions, a single goal state).
Both Pohl’s and Gaschnig’s work is concerned with
worst-case results. Pearl (1984) extends their analyses by
showing that essentially the same complexity bounds apply
to the average case.
More recently, Dinh et al. (2007) consider heuristics with
constant relative error in a setting with multiple goal states.
While this is a significant step towards more realistic search
spaces, absence of transpositions is still assumed.
In addition to these analyses of A, the literature contains
a number of results on the complexity of the IDA algorithm.
The article by Korf et al. (2001) is particularly relevant
in the planning context, because it presents an analysis
which has recently been used to guide heuristic selection
in the very effective optimal sequential planner of Haslum
et al. (2007). Korf et al. show that IDA expands at most
Pk
i=0 NiP(k − i) nodes to prove that no solution of length
at most k exists (or to find such a solution, if it exists). Here,
Ni is the number of nodes at depth i in the search tree, and
P(m) is the probability that a randomly drawn node “deep”
in the search tree has a heuristic value of m.
However, the formula only applies to IDA, and only in
the limit of large k. We are interested in lower bounds on
complexity for any general heuristic search algorithm, including
ones that perform complete duplicate elimination.
In that case, the number of states Ni at depth i eventually
becomes zero, so that it is not clear what results that apply
“in the limit of large k” signify. Moreover, with complete
duplicate elimination, there is no reasonable way of defining
the equilibrium distribution P. Therefore, we do not discuss
this complexity result further.
There is quite a bit of literature on the computational costsof A and related algorithms. A widely cited result by Pohl(1977) considers precisely the kind of heuristics we study inthis paper, i. e., those with constant absolute error. He provesthat the A algorithm requires a linear number of node expansionsin this case. However, the analysis relies on certaincritical assumptions which are commonly violated in planningtasks. First, it assumes that the branching factor of thesearch space is constant across inputs. If the branching factoris polynomially related to input size, as is often the casein planning, the number of node expansions is still polynomialin the input size for a fixed error c, but of an order thatgrows with c. More importantly, the analysis requires thatthere is only a single goal state and that the search spacecontains no transpositions. The latter assumption, critical toPohl’s tractability result, is violated in all common benchmarktasks in planning. For example, in the following sectionwe show that the GRIPPER domain requires an exponentialnumber of node expansions even with very low heuristicinaccuracies due to the large number of transpositions. Pohlalso considers the case of heuristics with a constant relativeerror, i. e., h(s) c · h(s) for some constant c < 1. However,as our negative results already apply to the much moreoptimistic case of constant absolute error, we do not discussthis analysis.Gaschnig (1977) extends Pohl’s analysis to logarithmicabsolute error (i. e., h(s) − h(s) = O(log(h(s)))), showingthat A also requires a polynomial number of expansionsunder this less restrictive assumption. However, his analysisrequires the same practically rare search space properties(no transpositions, a single goal state).Both Pohl’s and Gaschnig’s work is concerned withworst-case results. Pearl (1984) extends their analyses byshowing that essentially the same complexity bounds applyto the average case.More recently, Dinh et al. (2007) consider heuristics withconstant relative error in a setting with multiple goal states.While this is a significant step towards more realistic searchspaces, absence of transpositions is still assumed.In addition to these analyses of A, the literature containsa number of results on the complexity of the IDA algorithm.The article by Korf et al. (2001) is particularly relevantin the planning context, because it presents an analysiswhich has recently been used to guide heuristic selectionin the very effective optimal sequential planner of Haslumet al. (2007). Korf et al. show that IDA expands at mostPki=0 NiP(k − i) nodes to prove that no solution of lengthat most k exists (or to find such a solution, if it exists). Here,Ni is the number of nodes at depth i in the search tree, andP(m) is the probability that a randomly drawn node “deep”in the search tree has a heuristic value of m.
However, the formula only applies to IDA, and only in
the limit of large k. We are interested in lower bounds on
complexity for any general heuristic search algorithm, including
ones that perform complete duplicate elimination.
In that case, the number of states Ni at depth i eventually
becomes zero, so that it is not clear what results that apply
“in the limit of large k” signify. Moreover, with complete
duplicate elimination, there is no reasonable way of defining
the equilibrium distribution P. Therefore, we do not discuss
this complexity result further.
การแปล กรุณารอสักครู่..
มีไม่น้อยของหนังสือที่เกี่ยวกับค่าใช้จ่ายในการคำนวณเป็นของ?
และขั้นตอนวิธีที่เกี่ยวข้อง ผลการอ้างกันอย่างแพร่หลายโดยโพห์ล
(1977)
จะพิจารณาอย่างแม่นยำชนิดของการวิเคราะห์พฤติกรรมที่เราศึกษาในงานวิจัยนี้คือผู้ที่มีความผิดพลาดคงที่แน่นอน เขาพิสูจน์ให้เห็นว่าได้หรือไม่
ขั้นตอนวิธีการต้องใช้จำนวนเชิงเส้นของการขยายโหนดในกรณีนี้
อย่างไรก็ตามการวิเคราะห์อาศัยบางสมมติฐานที่สำคัญซึ่งถูกละเมิดโดยทั่วไปในการวางแผนงาน ก่อนจะอนุมานว่าปัจจัยที่แตกแขนงของพื้นที่ค้นหาเป็นปัจจัยการผลิตอย่างต่อเนื่องทั่ว หากปัจจัยกิ่งที่เกี่ยวข้อง polynomially ขนาดการป้อนข้อมูลที่เป็นมักจะเป็นกรณีที่ในการวางแผนการขยายจำนวนโหนดยังคงเป็นพหุนามในขนาดการป้อนข้อมูลสำหรับคข้อผิดพลาดคงที่แต่ของการสั่งซื้อที่เติบโตขึ้นกับค ที่สำคัญต้องมีการวิเคราะห์ว่ามีเพียงเป้าหมายเดียวของรัฐและพื้นที่การค้นหามีtranspositions ไม่มี สมมติฐานหลังความสำคัญต่อผล Pohl สามารถจัดการได้ง่ายของการละเมิดในมาตรฐานทั่วไปงานในการวางแผน ยกตัวอย่างเช่นในส่วนต่อไปนี้เราจะแสดงให้เห็นว่าโดเมนกริปเปอร์ที่ต้องใช้การชี้แจงตัวเลขการขยายโหนดแม้จะมีการแก้ปัญหาในระดับต่ำมากไม่ถูกต้องเนื่องจากการจำนวนมากของtranspositions โพห์ลยังพิจารณากรณีที่มีการวิเคราะห์พฤติกรรมที่มีญาติคงข้อผิดพลาดคือh (s)? ค·ชั่วโมง? (s) สำหรับบางคคงที่ <1 อย่างไรก็ตามเป็นผลลบของเราแล้วนำไปใช้มากขึ้นกรณีที่มองโลกในแง่ของความผิดพลาดที่แน่นอนคงที่เราไม่ได้หารือเกี่ยวกับการวิเคราะห์นี้. Gaschnig (1977) ขยายการวิเคราะห์ Pohl เพื่อลอการิทึมแน่นอนข้อผิดพลาด (เช่นเอช (s)? -? h (s) = O (เข้าสู่ระบบ (h (s)))) แสดงให้เห็นว่าได้หรือไม่? นอกจากนี้ยังต้องใช้จำนวนพหุนามการขยายภายใต้สมมติฐานที่เข้มงวดน้อยกว่า อย่างไรก็ตามการวิเคราะห์ของเขาต้องใช้เหมือนกันในทางปฏิบัติคุณสมบัติการค้นหาพื้นที่ที่หายาก(transpositions ไม่มีสถานะที่เป้าหมายเดียว). ทั้งสองโพห์ลและการทำงานของ Gaschnig เป็นกังวลกับผลที่เลวร้ายที่สุด เพิร์ล (1984) ขยายการวิเคราะห์ของพวกเขาโดยแสดงให้เห็นว่าหลักขอบเขตความซับซ้อนเดียวกันนำไปใช้กับกรณีเฉลี่ย. เมื่อเร็ว ๆ นี้ Dinh et al, (2007) พิจารณาการวิเคราะห์พฤติกรรมที่มีความผิดพลาดคงที่ในการตั้งค่าเป้าหมายกับรัฐหลาย. ขณะนี้เป็นขั้นตอนที่สำคัญต่อการค้นหาที่สมจริงมากขึ้นช่องว่างที่ขาด transpositions จะถือว่ายังคง. นอกจากการวิเคราะห์เหล่านี้ของ ?, วรรณกรรมมีจำนวนผลกับความซับซ้อนของ IDA หรือไม่ อัลกอริทึม. บทความโดย Korf et al, (2001) โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่เกี่ยวข้องในบริบทการวางแผนเพราะมันนำเสนอการวิเคราะห์ที่เพิ่งได้รับการใช้เป็นแนวทางในการเลือกแก้ปัญหาในการวางแผนที่มีประสิทธิภาพมากลำดับที่ดีที่สุดของHaslum et al, (2007) Korf et al, แสดงให้เห็นว่าไอด้า? ขยายที่มากที่สุดPk i = 0 หยิก (k - ฉัน) โหนดที่จะพิสูจน์ว่าการแก้ปัญหาที่มีความยาวไม่มีที่มากที่สุดที่มีอยู่k (หรือจะหาวิธีการแก้ปัญหาดังกล่าวถ้ามี) นี่Ni คือจำนวนของโหนดที่ระดับความลึกฉันในต้นไม้ค้นหาและP (เมตร) ความน่าจะเป็นที่โหนดสุ่ม "ลึก" ในต้นไม้ค้นหามีค่าแก้ปัญหาของม. อย่างไรก็ตามสูตรจะใช้กับ IDA ?, และเฉพาะในขีดจำกัด ของ k ที่มีขนาดใหญ่ เรามีความสนใจในขอบเขตที่ลดลงในความซับซ้อนสำหรับวิธีการค้นหาแก้ปัญหาทั่วไปใด ๆ รวมทั้งคนที่ดำเนินการกำจัดซ้ำสมบูรณ์. ในกรณีที่จำนวนรัฐ Ni ที่ระดับความลึกฉันในที่สุดก็จะกลายเป็นศูนย์เพื่อที่จะไม่ชัดเจนว่าผลที่นำไปใช้" ในขีด จำกัด ของขนาดใหญ่เค "มีความหมายว่า นอกจากนี้ยังมีสมบูรณ์กำจัดซ้ำกันไม่มีทางที่เหมาะสมของการกำหนดการกระจายสมดุลพีดังนั้นเราจึงไม่ได้หารือเกี่ยวกับผลความซับซ้อนนี้ต่อไป
การแปล กรุณารอสักครู่..