1700495153
具有讽刺意味的是,单淘汰赛制其实根本不需要任何赛制结构。只要在63场比赛中保持不败,就是唯一的冠军。举个例子,你可以选择一支球队担任“擂主”,然后接受其他队伍的挑战。一旦某支队伍挑战成功,击败擂主,就立刻成为新的擂主,然后继续接受挑战。然而,这种赛制有一个缺点:因为所有比赛无法同时进行,63场比赛需要安排成63轮。此外,有一支队伍有可能需要连续参加63场比赛,从疲劳这个角度看,这种赛制不是最理想的。
1700495154
1700495155
迈克尔·特里克的出生时间比道奇森晚100多年。在用数学知识解决体育问题这个方面,他或许算得上是21世纪最坚定的人。我们在前面讨论最优停止问题时已经说过特里克。从他非常不幸地把37%法则应用到他的爱情生活中到现在,已经过去几十年了,他现在不仅已经结婚,并成为美国职业棒球大联盟和多个美国大学体育协会(例如十大联盟、大西洋海岸分区)的主要赛程编排人员,他利用计算机科学,确定当年的对阵安排。
1700495156
1700495157
特里克认为,体育联盟不关心如何快速地确定排名。相反,体育运动的赛程安排需要保证整个赛季都处于一种紧张状态,而排序理论几乎不会关注这个问题。
1700495158
1700495159
例如,在美国职业棒球大联盟,我们常常发现分区的竞争非常激烈。如果我们不重视分区的安排,有些分区的竞争结果可能会在赛季之初就比出来了。但是,我们要保证在最后五周内,每支球队都要与分区内其他球队会面。这样安排是出于一个目的:到底谁还在竞争队伍中并不重要,但是所有球队在赛季最后五周里,都至少要在6场比赛里遭遇势均力敌的对手。在这种情况下,比赛的不确定性将保持到最后,因此观众才会对整个赛程或者赛季感兴趣。
1700495160
1700495161
更重要的是,体育运动当然不可能一味地追求减少比赛场次。如果不注意到这一点,计算机科学家就有可能觉得某些体育赛程神秘莫测。关于包含2430场比赛的棒球常规赛季,特里克说:“我们知道只要比较nlogn次,就可以排出完整的名次表。每支球队的名次都会很清楚。如果他们关心的仅仅是名次,那么他们安排n2场比赛,而且从某种意义上讲,仅仅决出第一名,又是为什么呢?”换句话说,如果我们知道利用线性对数时间就可以完成完全排序,或者利用不到n场比赛就可以把在单淘汰赛中保持不败的球队送上冠军宝座,那么我们为什么要安排O(n2)场循环赛,然后再安排一些其他比赛呢?原因很简单,把比赛场次降到最少其实并不符合联盟的利益。在计算机科学中,不必要的比较总是多余的,浪费时间和精力。但在体育运动中,情况远非如此。毕竟,在很多方面,比赛本身就是意义所在。
1700495162
1700495163
[1]只有极少数情况下(例如,在拳击比赛中,从医学这个角度看,刚刚被击败的选手再次比赛是有危险的),两名运动员才会分享铜牌。
1700495164
1700495165
1700495166
1700495167
1700495169
算法之美:指导工作与生活的算法 发牢骚的权利:噪声与健壮性
1700495170
1700495171
将算法应用于体育的另外一个方法,也许是更加重要的方法,即不要问我们应该在银牌上有多大的信心,而是看我们应该对金牌有什么样的信心。
1700495172
1700495173
迈克尔·特里克解释说,在一些体育项目中,“例如棒球,无论哪支球队,都会输掉30%的比赛,都会赢得30%的比赛”。对于单淘汰赛制而言,这个事实就会产生令人不安的影响。比如说,美国大学体育协会锦标赛在70%的比赛中是更强大的球队获胜,并且冠军需要在6场比赛中连续获胜,那么最好的球队只有0.7的6次方(不到12%)的概率夺冠!换句话说,联盟中最优秀的球队每10年才会夺得一次冠军。
1700495174
1700495175
在一些体育项目中,哪怕对一场比赛的结果有70%的信心,也可能会让人们过于相信最后的比分。加州大学圣迭戈分校的物理学家汤姆·墨菲利用数值模拟技术来研究足球,结果发现足球的得分通常比较低,因此比赛结果的随机性远远超出了大多数球迷的想象。他说:“如果比分是3:2,那么获胜球队实力强于对手的概率只有5/8……就我个人而言,我觉得这并不是一个难以接受的事实。即使是6:1的完胜,也有7%可能是统计学上的一个巧合。”
1700495176
1700495177
计算机科学家把这种现象称作噪声。我们目前所考虑的所有排序算法都假设我们可以完美地完成比较这个步骤,而且比较结果准确无误,绝不会发生优劣颠倒的情况。一旦你接受“带噪比测器”,计算机科学中被人们敬若神明的算法就会走下神坛,而受到最多诟病的算法也有死灰复燃的机会。
1700495178
1700495179
新墨西哥大学计算机科学教授戴夫·阿克利研究的是计算机科学和“人工生命”的交叉领域。他相信生物学对计算机有一定的借鉴意义。首先,在生物生活的世界中,几乎所有过程的可靠性都比不上计算机不可或缺的那种可靠性,因此必须从头开始,培养研究人员所谓的健壮性。阿克利称,从现在开始,我们也应该认识到算法健壮性的好处。
1700495180
1700495181
因此,尽管权威的编程巨著《排序与搜索》大胆地宣称:“冒泡排序并没有明显的可取之处。”阿克利和合作伙伴的研究却表明,冒泡排序等算法或许可以卷土重来。冒泡排序的效率的确低下——每次只移动一个位置,但是它们对抗噪声的能力比较强,远胜于合并排序等速度更快的算法(在这种算法中,每一次比较都有可能将一个物品移动非常长的距离)。合并排序的效率非常高,因此健壮性不足。在合并排序早期发生错误,就会像在第一轮淘汰赛中意外失利一样,不仅会使有望夺冠的球队希望破灭,还会把球员们的排名永久性地降到半数球队之后。[1]另一方面,排位赛与冒泡排序相似,意外失利只会让运动员的排名下降一个位置。
1700495182
1700495183
但是,在带噪比测器面前表现最好的并不是冒泡算法,获得这项殊荣的是一种叫作比较计数排序的算法。在该算法中,每个排序对象都会与其他对象做比较,从而统计出比该排序对象小的对象一共有多少个。这个数字可以直接表示该排序对象的排名。因为比较计数排序让所有的排序对象都结对比较,因此与冒泡排序一样,它也是一个平方时间算法。正因为如此,它在传统的计算机科学应用程序中并不是一个深受欢迎的选择,但是它的容错能力非常强。
1700495184
1700495185
这个算法的作用原理听起来应该很熟悉。比较计数排序与循环赛十分相似。换句话说,就像一个运动队参加常规赛一样:与同一赛区中所有其他球队一一对垒,并通过胜败记录决出名次。
1700495186
1700495187
在所有已知的算法中,包括平方时间算法和其他更优秀的算法,比较计数排序是最健壮的排序算法。了解这个事实应该可以帮助体育迷们正确面对某些具体情况。如果球队没有进入季后赛,就不要怨天尤人了。采用合并排序的季后赛有运气的成分,但是采用比较计数排序的常规赛是无法碰运气的。冠军戒指也许不是那么可信,但是分区的排名货真价实。换句话说,如果一支球队在季后赛早早出局,那是运气太差。但是如果一支球队不能进入季后赛,那这就是一个严酷的事实了。失望的球队球迷可能会在运动酒吧里向他们表示同情,但是计算机科学家不会心生任何怜悯。
1700495188
1700495189
[1]值得注意的是,美国大学体育协会的“疯狂三月”锦标赛有意识地采取了某些安排,以缓和算法中的缺陷。前面说过,单淘汰赛制的最大问题是实力排第二位的球队有可能第一个被击败淘汰,从而跌进名次表的下半部分(没有具体名次)。为了解决这个问题,美国大学体育协会采取了设立种子队的办法,这样排名靠前的球队不能在较早轮次中相遇。设立种子的效果似乎比较可靠,至少没有出现最极端的情况。在“疯狂三月”的历史上,16号种子从来没有击败过1号种子。
1700495190
1700495191
1700495192
1700495193
1700495195
算法之美:指导工作与生活的算法 杀戮排序:啄食顺序与优势等级
1700495196
1700495197
在我们目前考虑的所有例子中,每一个案例中的排序过程都是按照自上而下的顺序进行的,例如图书管理员把图书上到书架上,美国大学体育协会告诉各运动队的赛程安排。但是,如果在纯粹自愿的情况下进行面对面直接比较呢?自下而上、按部就班地完成排序工作,情况又会怎么样呢?
1700495198
1700495199
这种情形可能与在线扑克游戏相似。
1700495200
1700495201
大多数体育运动都有这样那样的管理机构,但是在过去10年里迅速蹿红的扑克游戏仍然是一种无人管理的状态。尽管一些高知名度的赛事会确定参赛玩家的排名(作为发放奖金的依据),但是有相当一部分人仍然利用扑克玩“现金游戏”。两名以上玩家自发地达成一致之后,就可以在网上游戏,为每一手牌押上现金。
1700495202
[
上一页 ]
[ :1.700495153e+09 ]
[
下一页 ]