In the cup game, an adversary distributes 1 unit of water among $n$ cups every time step. The player then selects a single cup from which to remove 1 unit of water. In the bamboo trimming problem, the adversary must choose fixed rates for the cups, and the player is additionally allowed to empty the chosen cup entirely. Past work has shown that the optimal backlog in these two settings is $Θ(\log n)$ and 2 respectively. The greedy algorithm has been shown in previous work to be exactly optimal in the general cup game and asymptotically optimal in the bamboo setting. The greedy algorithm has been conjectured [16] to achieve the exactly optimal backlog of 2 in the bamboo setting as well. In this paper, we prove a lower bound of $2.076$ for the backlog of the greedy algorithm, disproving the conjecture of [16]. We also introduce a new algorithm, a hybrid greedy/Deadline-Driven, which achieves backlog $O(\log n)$ in the general cup game, and remains exactly optimal for the bamboo trimming problem and the fixed-rate cup game -- this constitutes the first algorithm that achieves asymptotically optimal performance across all three settings. Additionally, we introduce a new model, the semi-oblivious cup game, in which the player is uncertain of the exact heights of each cup. We analyze the performance of the greedy algorithm in this setting, which can be viewed as selecting an arbitrary cup within a constant multiplicative factor of the fullest cup. We prove matching upper and lower bounds showing that the greedy algorithm achieves a backlog of $Θ(n^{\frac{c-1}{c}})$ in the semi-oblivious cup game. We also establish matching upper and lower bounds of $2^{Θ(\sqrt{\log n})}$ in the semi-oblivious cup flushing game. Finally, we show that in an additive error setting, greedy is actually able to achieve backlog $Θ(\log n)$, via matching upper and lower bounds.


翻译:在杯游戏中,对手每个时间步在$n$个杯子中分配1单位水。玩家随后选择一个杯子从中移除1单位水。在竹子修剪问题中,对手必须为杯子选择固定速率,且玩家被允许完全清空所选杯子。先前研究表明,这两种设置下的最优积压量分别为$Θ(\log n)$和2。已有工作证明贪婪算法在通用杯游戏中完全最优,在竹子设置中渐近最优。文献[16]曾推测贪婪算法在竹子设置中也能达到精确最优积压量2。本文中,我们证明了贪婪算法的积压量下界为$2.076$,从而证伪了[16]的猜想。我们还提出一种新算法——贪婪/截止时间驱动混合算法,该算法在通用杯游戏中实现$O(\log n)$积压量,并在竹子修剪问题与固定速率杯游戏中保持完全最优性,这是首个在所有三种设置中均实现渐近最优性能的算法。此外,我们提出半遗忘杯游戏新模型,其中玩家无法确知每个杯子的精确高度。我们分析了贪婪算法在此设置下的性能,该设置可视为在最满杯子的常数倍乘因子范围内任选杯子。我们证明了匹配的上下界,表明贪婪算法在半遗忘杯游戏中实现$Θ(n^{\frac{c-1}{c}})$积压量。同时,我们在半遗忘杯冲刷游戏中建立了$2^{Θ(\sqrt{\log n})}$的匹配上下界。最后,我们通过匹配的上下界证明,在加性误差设置中,贪婪算法实际上能够实现$Θ(\log n)$积压量。

0
下载
关闭预览

相关内容

在数学和计算机科学之中,算法(Algorithm)为一个计算的具体步骤,常用于计算、数据处理和自动推理。精确而言,算法是一个表示为有限长列表的有效方法。算法应包含清晰定义的指令用于计算函数。 来自维基百科: 算法
具身规划
专知会员服务
13+阅读 · 2025年6月16日
《用于太空域感知资源分配的区域贪心算法》
专知会员服务
20+阅读 · 2024年1月28日
【干货书】算法博弈论,Algorithmic Game Theory,775页pdf
专知会员服务
89+阅读 · 2023年6月19日
【经典书】算法博弈论,775页pdf,Algorithmic Game Theory
专知会员服务
156+阅读 · 2021年5月9日
机器人操作的“圣杯问题” -- Bin Picking
机器人学家
16+阅读 · 2018年8月2日
一文读懂FM算法优势,并用python实现!(附代码)
推荐算法:Match与Rank模型的交织配合
从0到1
15+阅读 · 2017年12月18日
教程 | 基于遗传算法的拼图游戏解决方案
机器之心
112+阅读 · 2017年11月12日
国家自然科学基金
9+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 3月3日
Arxiv
0+阅读 · 2月25日
VIP会员
最新内容
人工智能赋能无人机:俄乌战争(万字长文)
专知会员服务
6+阅读 · 4月23日
国外海军作战管理系统与作战训练系统
专知会员服务
3+阅读 · 4月23日
美军条令《海军陆战队规划流程(2026版)》
专知会员服务
10+阅读 · 4月23日
《压缩式分布式交互仿真标准》120页
专知会员服务
4+阅读 · 4月23日
《电子战数据交换模型研究报告》
专知会员服务
6+阅读 · 4月23日
《低数据领域军事目标检测模型研究》
专知会员服务
6+阅读 · 4月23日
【CMU博士论文】物理世界的视觉感知与深度理解
专知会员服务
10+阅读 · 4月22日
相关VIP内容
具身规划
专知会员服务
13+阅读 · 2025年6月16日
《用于太空域感知资源分配的区域贪心算法》
专知会员服务
20+阅读 · 2024年1月28日
【干货书】算法博弈论,Algorithmic Game Theory,775页pdf
专知会员服务
89+阅读 · 2023年6月19日
【经典书】算法博弈论,775页pdf,Algorithmic Game Theory
专知会员服务
156+阅读 · 2021年5月9日
相关基金
国家自然科学基金
9+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
4+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员