Мінімальні елементи монотонного предиката над силою


12

Розглянемо монотонний предикат P над силовим набором 2|n|(упорядковано включенням). Під "монотонним" я маю на увазі: x,y2|n|такий, що xy , якщо P(x) то P(y) . Я шукаю алгоритм, щоб знайти всі мінімальні елементи P , тобто x2|n|такий, що P(x)але yx , ¬P(y) . Оскільки ширина 2|n|є , може бути експоненціально багато мінімальних елементів, і тому час роботи такого алгоритму в цілому може бути експоненціальним. Однак чи може існувати алгоритм цієї задачі, який має поліном за розміром виходу?(nn/2)

[Контекст: Було задано більш загальне питання, але не було спроб відповідей оцінити складність алгоритму за розміром виводу. Якщо я припускаю, що існує лише один мінімальний елемент, наприклад, я можу здійснити двійковий пошук за цією відповіддю і знайти його. Однак, якщо я хочу продовжувати знаходити більш мінімальні елементи, мені потрібно підтримувати поточну інформацію, яку я маю про таким чином, що дозволить простежити продовження пошуку, не витрачаючи часу на те, що вже відомо. Чи можливо це зробити і знайти всі мінімальні елементи в поліноміальний час за розміром виходу?]P

В ідеалі я хотів би зрозуміти, чи можна це зробити із загальними DAG, але я вже не знаю, як відповісти на питання для .2|n|


Набір живлення упорядкований включенням, є DAG (з різними частинами як вершини та одним ребром між парами частин, що входять одна в одну, зберігаючи лише транзитивне скорочення цього графіка для видалення надмірних ребер, що мають на увазі транзитивність). Здається, що задати те саме питання щодо довільних DAG, природно. 2|n|{1,...,n}
a3nm

Відповіді:


14

Ваша проблема в навчальній літературі відома як "вивчення монотонних функцій за допомогою запитів про членство". Клас монотонних функцій, за якими можна ідентифікувати всі мінтерми, відомий як "поліноміально навчальний за допомогою запитів про членство".

Здається, що існування алгоритму поліноміального часу все ще відкрите. Шмулевич та ін. довести, що «Майже всі монотонні булеві функції поліноміально вивчаються за допомогою запитів про членство». Якщо ми також вимагаємо, щоб й мінтерм генерувався в поліномії часу в і , то проблема еквівалентна монотонній дуалізації, як показали Біох і Ібаракі . Ось опитування щодо монотонної дуалізації.tnt


Дякую за цю надзвичайно корисну відповідь. Чи знаєте ви узагальнення до довільних DAG (тобто більше, ніж у спеціальних випадках у розділі 5.2 Ейтера та ін.)?
a3nm

Ні, на жаль, ні.
Yuval Filmus

Гаразд, я все одно прийму цю відповідь. Додаткові зауваження: (1) ця відповідь стосується обчислювальної складності, а не складності в кількості оцінок (див. Cstheory.stackexchange.com/a/14862/4795 для цього останнього випадку) та (2) точно відкритого питання: "чи можете ви дізнатися монотонну булеву функцію в поліноміальний час в та її кількість мінімумів і максимумів", немає ніякої надії робити це в поліноміальний час у та кількості максимумів, оскільки може бути лінійне число максимумів але експоненціальна кількість мінімумів (див. п. 6.1, пункт 2, пункт 2 у згаданому вище опитуванні). Pnn
a3nm

Дивіться інше моє запитання cstheory.stackexchange.com/q/16258/4795 для отримання інформації про глобальну складність запитів у найгіршому випадку для довільних DAG.
a3nm

повторна монотонна дуалізація (CNF ← → DNF) & DAG. звучить дуже як теорема з буклевої буклевої функції складності юкнаса, сек 9.4. "критерій нижньої межі" тмм 9,17
vzn
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.