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P2 The Big-O Problem for Max-Plus Automata is Decidable (PSPACE-Complete)

Max-Plus 自动机的 Big-O 问题是可判定的(PSPACE-完全)
LMCS vol.Volume 21, Issue 32025匹配度 1/10 · 该论文研究 Max-Plus 自动机的 Big-O 问题可判定性与复杂度,属于逻辑与自动机理论,与用户关注的静态分析、LLM/Agent 交叉、浮点程序分析或贝叶斯程序分析没有直接关联。引用 0 inbox
Laure Daviaud, David Purser, Marie Tcheng
crossref: 2026-09-10

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一句话:证明 Max-Plus 自动机的 Big-O(仿射支配)问题可判定,且复杂度为 PSPACE-完全。

本文研究 Max-Plus 自动机的 Big-O 问题,也称仿射支配问题:给定两个 Max-Plus 自动机计算的函数 f 与 g,判定是否存在常数 c 使得 f < cg + c。该问题是不可判定的包含问题 f < g 的一种松弛。作者证明该问题可判定,并精确确定其复杂度为 PSPACE-完全。证明技术基于 Simon 的森林因子分解定理,核心是在一个对稳定化(stabilisation)与扁平化(flattening)两种特殊运算封闭的有限半群中检测特定元素,称为见证(witnesses)。该结果给出了 Max-Plus 自动机支配关系判定问题的可判定性与精确复杂度刻画。

问题
给定两个 Max-Plus 自动机计算的函数 f 和 g,判定是否存在常数 c 使得 f < cg + c;这是不可判定的包含问题 f < g 的松弛。
方法
使用 Simon 的森林因子分解定理,并在对稳定化和扁平化封闭的有限半群中检测称为 witness 的特定元素。
评估
通过理论证明建立可判定性,并给出 PSPACE-完全复杂度结果,包括相应的复杂度上界与下界。
原文摘要(Abstract)

We show that the big-O problem for max-plus automata is decidable and PSPACE-complete. The big-O (or affine domination) problem asks whether, given two max-plus automata computing functions f and g, there exists a constant c such that f &lt; cg+ c. This is a relaxation of the containment problem asking whether f &lt; g, which is undecidable. Our decidability result uses Simon's forest factorisation theorem, and relies on detecting specific elements, that we call witnesses, in a finite semigroup closed under two special operations: stabilisation and flattening.

链接与引用

DOI 原文 · PDF(开放获取) ·

BibTeX
@article{paperbot3399,
  title = {The Big-O Problem for Max-Plus Automata is Decidable (PSPACE-Complete)},
  author = {Laure Daviaud and David Purser and Marie Tcheng},
  journal = {Logical Methods in Computer Science},
  volume = {Volume 21, Issue 3},
  year = {2025},
  doi = {10.46298/lmcs-21(3:3)2025}
}