均匀成本搜索算法的最坏情况时间和空间复杂度是什么?

我的书(人工智能现代方法)中提到,均匀成本搜索算法的最坏情况时间和空间复杂度为O(b[C*/e]),其中b是分支因子,C*是最优解的成本,每个动作的成本至少为e。但为什么会这样呢?


回答:

首先,复杂度是O(B^(C/e)) [在C/e上是指数级的]。

为了理解这一点,首先考虑一个简单的例子:

G=(V,E)为一个图,其分支因子为B。该图是无权重的(每个ew(e) = 1)。

考虑从S到T寻找最短路径。
在这种情况下,算法实际上是BFS,它将发现路径上长度至SOL的所有节点,其中SOL是最短路径的长度,即O(B^|SOL|)

对于一般情况 – 同样的想法适用,你需要发现成本至C的所有节点。因此,你需要发现深度至C/e的节点,这给你O(B^(C/e))总共需要探索的节点数。

指数因子是因为:第一级(根)有B^0=1个节点,第二级有B个节点。从这些节点中你发现B个节点,给你B^2,依此类推…


编辑:
之前遗漏了,标题询问的是空间复杂度而不是时间复杂度。然而,答案仍然相同,因为均匀成本搜索会保持一个visited集合,用于已访问的节点。由于你发现的每个节点也被添加到其中 – 答案仍然是O(B^(C/e))

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