在 TOC 中,证明线性有界自动机 LBA ⊂ PSPACE?
线性有界自动机 (LBA) 是一种受限形式的图灵机,其输入磁带是有限的。
示例
证明 LBA ⊂ PSPACE
PSPACE 是上下文相关语言集合的超集。
现在证明 LBA=PSPACE,
我们使用磁带缩减的空间压缩定理,该定理指出,
对于每个 k 磁带 S(n) 空间有界离线图灵机 M 和常数 c>0,存在一个磁带 cS(n) 空间有界离线图灵机 N,使得 L(M)=L(N)。
以下恒等式成立 −
DSPACE(S(n))=DSPACE(O(S(n)))
和 NSPACE(S(n))=NSPACE(O(S(n)))
由于 LBA 是一个磁带 n 空间有界图灵机,因此如下所述 −
LBA=NSPACE(n)---------------------(1)
现在根据萨维奇定理,如果 S 是完全空间可构造且 S(n)>log(n),则
NSPACE(S(n)) ⊆DSPACE(S^{2}(n)) -------------(2)
最终证明
LBA=NSPACE(n)............by(1)
⊆DSPACE(n^{2})............by(2)
⊂DSPACE(n^{3})............by 空间分层定理
⊆PSPACE
然后,空间层次结构需要完全空间可构造的 S(n)。
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