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研究生: 陳昱璇
論文名稱: 全一問題的改良演算法研究
指導教授: 林順喜
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 資訊工程學系
Department of Computer Science and Information Engineering
論文出版年: 2007
畢業學年度: 95
語文別: 中文
論文頁數: 42
中文關鍵詞: 全一問題最小全一問題支配集點燈遊戲
論文種類: 學術論文
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  • 全一問題(All-Ones Problem)是由Klaus Sutner於1988年提出。這個問題假設有一個n×m大小的棋盤狀盤面,當我們點其中一格”燈泡”時,與它上、下、左、右相鄰的鄰居包含自己的狀態會由亮變暗或是由暗變亮,而最終目標是找出一組點燈法則使得整個盤面由全亮變成全暗。提出這個問題的Sutner於1989年利用Cellular Automata證明了任意n×m的盤面都必存在至少一組解法,進而提出了最小全一問題(Minimum All-Ones Problem)並証明其為一NP-Complete問題。另外Lossers也利用線性代數證明了任意大小盤面都有解的事實,其解法的時間複雜度甚高,為Ο(n3×m3)。本校蔡明原學長與林順喜教授提出了一種搜尋演算法能夠有效率的找出較小盤面的解法,並已找出20×20以下所有盤面的解答。本論文中將提出一種更有效率的演算法能夠更快速的找出任意大小盤面的解法,只需Ο(n×m+n3)的時間即可找出一組解答。

    摘 要 II 附表目錄 VII 附圖目錄 VIII 第一章 緒論 1 第一節 問題描述 1 第二節 研究背景與目的 3 第三節 論文組織 5 第二章 相關研究探討 7 第一節 全一問題在任意圖中必定有解之證明 7 第二節 線性代數求解的方法 8 第三節 搜尋演算法 10 第三章 改進的演算法 14 第一節 有限狀態機 14 第二節 縮小的線性系統 16 第三節 實驗結果 21 第四節 與巴斯卡三角錐的有趣關聯性 24 第四章 結論 29 附錄A:1×m、2×m、3×m盤面的state transition table 30 附錄B:20×20以下所有盤面之係數矩陣A與向量b 31 附錄C:60層σ+-rule的變形三角形 42 參考文獻 43

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    [22] Jaap’s Puzzle Page
    http://www.geocities.com/jaapsch/puzzles/lights.htm

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