
【计】 nondeterministic algorithm
在计算机科学领域,"不确定算法"(Non-deterministic Algorithm)是指在相同输入下可能产生不同输出或执行路径的算法。其核心特征在于执行过程中存在随机选择或不确定性步骤,导致结果无法完全预测。以下从汉英词典角度及学术定义进行解释:
中文释义
"不确定算法"指依赖随机因素(如随机数生成器)或外部状态变化的算法。同一输入多次运行可能输出不同结果,常见于蒙特卡洛方法(Monte Carlo methods)或随机优化算法(如遗传算法)。
英文对应术语
Non-deterministic Algorithm
定义:An algorithm that, even for the same input, can exhibit different behaviors on different runs due to inherent randomness or external non-determinism (e.g., concurrency).
反义词:Deterministic Algorithm(确定性算法)。
随机性依赖
算法包含随机选择步骤(如随机抽样、概率分支),例如:
非确定性图灵机模型
在计算理论中,非确定性图灵机(NTM)在每一步可"同时"选择多个转移路径,体现算法路径的并行可能性。
处理NP难问题时,通过随机采样获得近似解(如旅行商问题的随机启发式算法)。
随机梯度下降(SGD)中批处理的随机性影响收敛路径。
概率加密方案(如RSA-OAEP)依赖随机数保证安全性。
特征 | 不确定算法 | 确定性算法 |
---|---|---|
输出一致性 | 同一输入可能输出不同结果 | 同一输入始终输出相同结果 |
时间复杂度 | 常以期望时间复杂度分析 | 以最坏/平均情况分析 |
典型代表 | 随机快速排序、模拟退火算法 | 归并排序、Dijkstra算法 |
Michael Sipser 在《计算理论导论》中指出:
"非确定性算法是一种计算过程,其在每一步允许存在多种可能的动作选择,这些选择可能导致不同的计算结果或执行路径。"
Rajeev Motwani 在《随机算法》中强调:
"随机性是处理组合爆炸问题的关键工具,通过概率分析可证明算法的高效性。"
"不确定算法"通过引入可控的随机性,在优化、机器学习等领域平衡效率与精度,成为解决复杂问题的核心工具之一。
“不确定算法”(Non-deterministic Algorithm)是计算机科学中的一个概念,指在算法执行过程中包含随机性选择或可能产生不同结果的算法类型。其核心特点是:即使输入相同,每次运行的结果或执行路径可能不同。以下是详细解释:
不确定算法在执行时依赖随机因素(如随机数生成器)或非确定性选择。例如:
与确定性算法(每一步操作唯一且结果固定)形成对比。
术语常被混用,但细微差异在于:
不确定算法通过引入随机性来平衡时间复杂度和解的质量,尤其适用于大规模、高复杂度的问题。尽管结果可能不唯一,但其在实践中的高效性和灵活性使其成为现代计算的核心工具之一。
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