“若数据不可实现,版本空间可能变空,基本算法没有定义。$\mathcal H$ 无穷时,基数的对数也不给信息,此时需要Littlestone 维等结构量。即使 $\mathcal H$ 有限,…”
形式陈述
Littlestone 维用自适应实例树衡量假设类在可实现在线错误界模型中的对抗深度。
设
直觉
VC 维让对手先摆好一组点,再问能否实现所有静态标注;Littlestone 维允许对手看见过去标签后选择下一个点。对象因此不是普通点集,而是把所有可能历史同时编码的决策树。节点实例依路径变化,正是在线自适应性的来源。
与错误界的等价
若存在深度
当
例子与边界
有限类满足
一个能看见树自适应性的例子是有限有序域
对手在根节点询问中位点;标签
(非满二叉树时按可嵌入的最大完全深度理解),同时这族非退化阈值的 VC 维只有
计算边界也独立存在:Standard Optimal Algorithm 需要比较两个子版本空间的 Littlestone 维,信息论上最优并不保证这些维数能在多项式时间求出。
推论与应用
有限类的
上述错误数等价针对可实现序列和确定性学习器。若标签含噪,版本空间未必保留真假设;在非预见对手下允许随机预测、以期望 regret 评价的不可知在线二分类中,有限 Littlestone 维仍刻画能否取得统一次线性上界。这个结论需另行处理有损比较器与随机化,可用序贯复杂度等工具分析,不能直接照搬版本空间缩减证明。
参考资料
- Nick Littlestone, Learning Quickly When Irrelevant Attributes Abound, Machine Learning, 1988.
- Noga Alon et al., Adversarial Laws of Large Numbers and Optimal Regret in Online Classification, STOC 2021;作者原稿 Theorems 2.2、2.4:在线分类的 regret 与 Littlestone 维。