Кіріспе
Компьютерлік күрделілік теориясында Яо принципі (яо минимакс принципі немесе Яо леммасы деп те аталады) - кездейсоқ алгоритмдердің ең нашар жағдайда орындалуының төменгі шектерін оларды детерминистік (кездейсоқ емес) алгоритмдермен салыстыру арқылы дәлелдеудің жолы. Ол кез келген кездейсоқ алгоритм үшін алгоритмге енгізілген деректердің ықтималдық үлестірімі бар екенін айтады, сондықтан кездейсоқ алгоритмнің ең нашар жағдайдағы кірісі үшін күтілетін құны ең жақсы детерминистік алгоритмнің құны сияқты үлкен болады. кездейсоқ кіріс осы үлестіруден. Сонымен, кездейсоқ алгоритмдердің жұмыс істеуінің төменгі шектерін белгілеу үшін қиын кіріс деректерінің тиісті үлестірімін табу және ешқандай детерминистік алгоритмнің осы үлестіріме қарсы жақсы жұмыс істей алмайтынын дәлелдеу жеткілікті. Бұл принциптің аты алғаш ұсынған Эндрю Яоның атымен аталған. Яо принципі ойын теориясы тұрғысынан екі ойыншының нөлдік жиынтық ойыны арқылы түсіндірілуі мүмкін, онда бір ойыншы, Алиса, детерминистік алгоритмді таңдайды, екінші ойыншы, Боб, кірісті таңдайды, ал төлем - таңдалған кіріске таңдалған алгоритмнің құны. Кез келген кездейсоқ алгоритм R детерминистік алгоритмдер арасында кездейсоқ таңдау ретінде және осылайша Алиса үшін аралас стратегия ретінде түсіндірілуі мүмкін. Сол сияқты кездейсоқ емес алгоритмді Алисаның таза стратегиясы деп қарастыруға болады. Фон Нейманның минимакс теоремасы бойынша, Бобтың кездейсоқ стратегиясы бар, ол R-ге қарсы ең жақсы таза стратегияға қарсы сияқты жақсы жұмыс істейді. Алисаның стратегиясына қарсы ең нашар жағдайдың кірісі кем дегенде Бобтың кездейсоқ таңдалған кірісі Алисаның стратегиясына қарсы жұпталғандай үлкен, ал ол өз кезегінде кем дегенде Бобтың кездейсоқ таңдалған кірісі кез келген таза стратегияға қарсы жұпталғандай үлкен.
Айтылым
Төмендегі формула Лас-Вегастағы кездейсоқ алгоритмдер қағидасын, яғни әр кіріс бойынша дұрыс, бірақ әр түрлі шығындар бар детерминистік алгоритмдер бойынша үлестіруді айтады. Принципті Монте-Карло алгоритмдеріне, яғни шығындар шектелген, бірақ кейбір кіріс бойынша дұрыс емес детерминистік алгоритмдерге бөлуге бейімдеу оңай. Мәселені енгізулер бойынша қарастырайық, және мәселені дұрыс шешетін барлық мүмкін детерминистік алгоритмдер жиынтығы болайық. Кез келген алгоритм мен кіріс үшін , алгоритмнің кіріспен жұмыс істеу құны болсын алгоритмдер бойынша ықтималдық үлестірімі болсын және сәйкес таңдалған кездейсоқ алгоритмді білдірсін Кірістер бойынша ықтималдық үлестірімі болсын және сәйкес таңдалған кездейсоқ кіріс болсын Содан кейін, яғни, кездейсоқ алгоритмнің ең нашар күтілетін құны ең жақсы детерминистік алгоритмнің кіріс үлестіріміне қатысты күтілетін құны.
Let be a probability distribution over the algorithms , and let denote a random algorithm chosen according to Let be a probability distribution over the inputs , and let denote a random input chosen according to Then,
That is, the worst case expected cost of the randomized algorithm is at least the expected cost of the best deterministic algorithm against input distribution .
Дәлел
Let және We have жоғарыда айтылғандай, бұл теореманы Минимакс теоремасының ерекше жағдайы ретінде қарастыруға болады.
As mentioned above, this theorem can also be seen as a very special case of the Minimax theorem.