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空间阶层定理

阐述​

空间可构造性​

称一个函数 f:N→Nf:N\to N 且 f(n)≥O(log⁡n)f(n)\ge O(\log n) 是空间可构造的,如果能以 O(f(n))O(f(n)) 空间将纸带上的 1n1^n 转换为 f(n)f(n) 的二进制表示。特别地,对于次线性的函数来说 1n1^n 是只读的。

定理​

对于任何空间可构造函数 ff 来说,存在一个语言 AA 可以在 O(f(n))O(f(n)) 时间内判别,但不能在 o(f(n))o(f(n)) 时间内判别。

推论:

  • 如果 f1(n)=o(f2(n))f_1(n)=o(f_2(n)) 且 f2f_2 可构造,那么 SPACE⁡(f1(n))⊊SPACE⁡(f2(n))\operatorname{SPACE}\left(f_{1}(n)\right) \subsetneq \operatorname{SPACE}\left(f_{2}(n)\right)
  • 对于任何实数 0≤ε1<ε20\le\varepsilon_1<\varepsilon_2,SPACE⁡(nϵ1)⊊SPACE⁡(nϵ2)\operatorname{SPACE}\left(n^{\epsilon_{1}}\right) \subsetneq \operatorname{SPACE}\left(n^{\epsilon_{2}}\right)
  • NL⊊PSPACE\mathrm{NL}\subsetneq\mathrm{PSPACE}
  • PSPACE⊊EXPSPACE\mathrm{PSPACE}\subsetneq\mathrm{EXPSPACE}

指数空间完全​

定义一个语言是指数空间完全的,如果它属于指数空间且所有指数空间中的语言都可以归约为它。

EQREX↑={⟨Q,R⟩∣Q and R are equivalent RE with exponentiation}E Q_{\mathrm{REX} \uparrow}=\{\langle Q, R\rangle \mid Q \text { and } R \text{ are equivalent RE with exponentiation}\}

这个语言是指数空间完全的,因此肯定不属于 P。

实例​

性质​

相关内容​

参考文献​