We give the first two algorithms to enumerate all binary words of $\{0,1\}^\ell$ (like Gray codes) while ensuring that the delay and the auxiliary space is independent from $\ell$, i.e., constant time for each word, and constant memory in addition to the $\ell$ bits storing the current word. Our algorithms are given in two new computational models: tape machines and deque machines. We also study more restricted models, queue machines and stack machines, and show that they cannot enumerate all binary words with constant auxiliary space, even with unrestricted delay. A tape machine is a Turing machine that stores the current binary word on a single working tape of length $\ell$ (which never increases), using no other tape. The machine has a single head and must edit its tape to reach all possible words of $\{0,1\}^\ell$, and output them (in unit time, by entering special output states), with no duplicates. Hence a tape machine uses constant auxiliary space by definition (up to the head position). We construct a tape machine that achieves this task with constant delay between consecutive outputs, so that the machine implements a so-called skew-tolerant quasi-Gray code. We then construct a more involved tape machine that implements a Gray code. A deque machine stores the current binary word on a double-ended queue of length $\ell$, and stores a constant-size internal state. It works as a tape machine, except that it modifies the content of the deque by performing push and pop operations on the endpoints. Hence again a deque machine uses constant auxiliary space by definition. We construct deque machines that enumerate all words of $\{0,1\}^\ell$ with constant-delay. The main technical challenge in this model is to correctly detect when enumeration has finished.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18日
【Code】GraphSAGE 源码解析
AINLP
31+阅读 · 2020年6月22日
【Github】GPT2-Chinese:中文的GPT2训练代码
AINLP
52+阅读 · 2019年8月23日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
用PyTorch实现各种GANs(附论文和代码地址)
R语言之数据分析高级方法「时间序列」
R语言中文社区
17+阅读 · 2018年4月24日
用于数学的 10 个优秀编程语言
算法与数据结构
13+阅读 · 2018年1月5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
1+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 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
俄罗斯如何拦截乌克兰无人机与巡航导弹
专知会员服务
8+阅读 · 10月15日
《武器-目标分配问题:精确与近似求解算法》
专知会员服务
9+阅读 · 10月15日
综述|谁来改进机器人?迈向物理递归自我改进
专知会员服务
9+阅读 · 10月14日
软件定义无人机蜂群给防空带来全新压力
专知会员服务
10+阅读 · 10月13日
《半自主无人地面战车的互操作性》66页
专知会员服务
13+阅读 · 10月13日
相关VIP内容
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
35+阅读 · 2019年10月18日
相关资讯
【Code】GraphSAGE 源码解析
AINLP
31+阅读 · 2020年6月22日
【Github】GPT2-Chinese:中文的GPT2训练代码
AINLP
52+阅读 · 2019年8月23日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
用PyTorch实现各种GANs(附论文和代码地址)
R语言之数据分析高级方法「时间序列」
R语言中文社区
17+阅读 · 2018年4月24日
用于数学的 10 个优秀编程语言
算法与数据结构
13+阅读 · 2018年1月5日
相关基金
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
1+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 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员