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基于成员查询和等价查询的k-term DNF更快精确学习

数据结构与算法 2025-07-29 v1

摘要

1992年Blum和Rudich[BR92]提出了一种使用成员查询和等价查询来学习{0,1}n\{0,1\}^n上的k-term DNF公式的时间为poly(n,2k)\textsf{poly}(n,2^k)的算法,改进了没有成员查询时可实现的naive O(nk)O(n^k)运行时间[Val84]。此后,许多替代算法[Bsh95, Kus97, Bsh97, BBB+00]也实现了时间复杂度poly(n,2k)。我们给出一种使用成员查询和等价查询来学习ktermDNF公式的时间为\textsf{poly}(n,2^k)。我们给出一种使用成员查询和等价查询来学习k-term DNF公式的时间为\textsf{poly}(n) \cdot 2^{\tilde{O}(\sqrt{k})}$的算法。这自BR92[BR92]的原始工作以来,首次改进了这个问题。我们的方法采用用于学习增强特征空间中线性阈值函数的Winnow2算法。它将[BR92]原工作中有效缩短DNF项长度的技术加强版与一系列额外的算法工具(用于低权重线性阈值函数的属性高效学习算法和用于从junta测试中寻找相关变量的技术)以及分析性 ingredients(极端多项式和噪声算子)相结合,这些方法在查询式DNF学习的语境中是新颖的。

关键词

引用

@article{arxiv.2507.20336,
  title  = {Faster exact learning of k-term DNFs with membership and equivalence queries},
  author = {Josh Alman and Shivam Nadimpalli and Shyamal Patel and Rocco Servedio},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2507.20336},
  year   = {2025}
}