Phase Transitions in Bandits with Switching Constraints

后悔 时间范围 数学优化 极小极大 计算机科学 数理经济学 数学 机器学习
作者
David Simchi‐Levi,Yunzong Xu
出处
期刊:Management Science [Institute for Operations Research and the Management Sciences]
卷期号:69 (12): 7182-7201 被引量:8
标识
DOI:10.1287/mnsc.2023.4755
摘要

We consider the classic stochastic multiarmed bandit problem with a constraint that limits the total cost incurred by switching between actions to be no larger than a given switching budget. For this problem, we prove matching upper and lower bounds on the optimal (i.e., minimax) regret and provide efficient rate-optimal algorithms. Surprisingly, the optimal regret of this problem exhibits a nonconventional growth rate in terms of the time horizon and the number of arms. Consequently, we discover surprising “phase transitions” regarding how the optimal regret rate changes with respect to the switching budget: when the number of arms is fixed, there are equal-length phases, in which the optimal regret rate remains (almost) the same within each phase and exhibits abrupt changes between phases; when the number of arms grows with the time horizon, such abrupt changes become subtler and may disappear, but a generalized notion of phase transitions involving certain new measurements still exists. The results enable us to fully characterize the trade-off between the regret rate and the incurred switching cost in the stochastic multiarmed bandit problem, contributing new insights to this fundamental problem. Under the general switching cost structure, the results reveal interesting connections between bandit problems and graph traversal problems, such as the shortest Hamiltonian path problem. This paper was accepted by J. George Shanthikumar, data science. Supplemental Material: The online appendix and data are available at https://doi.org/10.1287/mnsc.2023.4755 .

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Kjzz关注了科研通微信公众号
刚刚
zhounan应助噜噜晓采纳,获得20
3秒前
偲偲偲偲偲完成签到,获得积分10
4秒前
荒野星辰完成签到,获得积分10
4秒前
在水一方应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
共享精神应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
充电宝应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
SciGPT应助科研通管家采纳,获得20
4秒前
烟花应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
linkman应助科研通管家采纳,获得25
4秒前
linkman应助科研通管家采纳,获得20
4秒前
linkman应助科研通管家采纳,获得50
5秒前
在水一方应助科研通管家采纳,获得30
5秒前
所所应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
深情安青应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
一叶知秋应助科研通管家采纳,获得20
5秒前
5秒前
英姑应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
HuanChen完成签到,获得积分10
5秒前
小二郎应助guagua采纳,获得10
6秒前
8秒前
8秒前
阿柒完成签到 ,获得积分10
10秒前
10秒前
11秒前
追寻鞋垫完成签到 ,获得积分10
11秒前
依玉完成签到 ,获得积分10
13秒前
春篱发布了新的文献求助10
13秒前
安卓锋发布了新的文献求助10
14秒前
冯小晴发布了新的文献求助10
15秒前
嗯啊发布了新的文献求助10
16秒前
在水一方应助艾路采纳,获得10
17秒前
在水一方应助song采纳,获得10
18秒前
18秒前
科研通AI6应助寒冷的白桃采纳,获得30
19秒前
孙佳莹完成签到 ,获得积分10
21秒前
21秒前
24秒前
24秒前
孙佳莹关注了科研通微信公众号
25秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Inherited Metabolic Disease in Adults: A Clinical Guide 500
计划经济时代的工厂管理与工人状况(1949-1966)——以郑州市国营工厂为例 500
Sociologies et cosmopolitisme méthodologique 400
Why America Can't Retrench (And How it Might) 400
Another look at Archaeopteryx as the oldest bird 390
Partial Least Squares Structural Equation Modeling (PLS-SEM) using SmartPLS 3.0 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 催化作用 遗传学 冶金 电极 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4635619
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4030501
关于积分的说明 12470662
捐赠科研通 3717108
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2051400
邀请新用户注册赠送积分活动 1082604
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 964820