Чому варіант підрахунку важкої проблеми з рішенням не є автоматично складним?


14

Загальновідомо, що 2-SAT є в P. Однак, здається, досить цікаво, що підрахунок кількості рішень для заданої формули 2-SAT, тобто # 2-SAT є # P-важким. Тобто у нас є приклад проблеми, вирішити яку легко, але підрахувати важко.

Але розглянемо довільну NP-повну проблему (скажімо, 3-COL). Чи можемо ми відразу сказати щось про твердість його підрахункового варіанту?

Дійсно, про що я запитую: чому нам потрібен ще один доказ, щоб показати підрахунковий варіант проблеми з важким рішенням, також # P-hard? (Іноді ви бачите парсимонічні скорочення, які зберігають кількість рішень тощо). Я маю на увазі дійсно, якби проблема підрахунку була легкою, ви могли автоматично вирішити і проблему рішення! То як би не було важко? (Гаразд, можливо, це важко, але я не впевнений, яке визначення важко).

Відповіді:


15

Причина, що це не автоматична теорема, що "рішення важке, означає, що підрахунок важкий", полягає в тому, що в цих двох твердженнях використовуються різні визначення поняття "важко".

  • Проблема з рішенням є важкою, якщо це NP- незавершене під час поліноміального часу багато-одного скорочення (також скорочення Карпа, також скорочення поліноміального часу).

  • Проблема підрахунку є складною, якщо вона є #P -комплектною за скороченнями Тюрінга в поліномічному часі (так само скорочення Кука).

Таким чином, якщо проблема рішення є NP- незавершеною, ми знаємо, що відповідна проблема підрахунку є NP- твердою, але це не визначення того, що є важкою проблемою підрахунку. Будучи #P -комплектним, здається, набагато сильнішим твердженням, ніж просто NP- твердий - Тода показав, що #P -повні проблеми важкі для всієї ієрархії поліномів при рандомізованих скороченнях, тому, як клас складності, #P відчуває себе набагато ближче до PSPACE, ніж до  NP .

Рух в напрямку , протилежному, це явно вірно , що, якщо проблема підрахунку легко в тому сенсі, що в  ФП , то задача рішення в  P . Зрештою, якщо ви зможете ефективно порахувати, ви, безсумнівно, можете сказати, чи відповідь є ненульовою. Однак тільки те, що версія для підрахунку "не є складною" (тобто не #P -комплект ), не означає, що вона "проста" (тобто у  FP ). Теорема Леднера поширюється на  # P, тож якщо FP ** # P **, то між ними існує нескінченна ієрархія різних класів складності, щоб наша "неважка" проблема підрахунку могла бути повною для будь-якої з них заняття і, отже, не бути "легким" 

Сказавши це, я не думаю, що у нас є протилежні приклади припущення, що проблема рішення, що є NP- завершеною, означає, що версія підрахунку є #P -повною . Отже, це не теорема, але це емпірично правда.


Справді. В останньому абзаці ви можете ознайомитись із цим питанням на сайті cstheory.stackexchange.com/q/16119/5038 .
DW

1. Проблема підрахунку не визначена однозначно для проблеми NP, вам доведеться виправити перевірку проблеми NP, перш ніж говорити про її версію підрахунку. 2. твердість у складності - відносна складність , а не абсолютна складність . Отже, коли ми говоримо про проблему важко, очевидне питання стосується того, що і під яким порівнянням?
Каве
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.