Ефективний алгоритм існування перестановки з послідовністю відмінностей?


12

Це питання мотивоване цією публікацією. Чи можете ви визначити суму двох перестановок за багаточлен? , і мій інтерес до обчислювальних властивостей перестановок.

А відмінності послідовності 1 , а 2 , ... п перестановок П чисел 1 , 2 , ... п + 1 утворюється шляхом знаходження різниці між кожними двома сусідніми числами в перестановці П . Іншими словами, a i = | π ( i + 1 ) - π ( i ) | для 1 i na1,a2,anπ1,2,n+1πai=|π(i+1)π(i)|1in

Наприклад, послідовності є послідовністю відмінностей перестановки 2 3 4 1 . Тоді як послідовності 2 , 2 , 3 і 3 , 1 , 2 не є різницею послідовності будь-якої перестановки чисел 1 , 2 , 3 , 4 .1,1,323412,2,33,1,21,2,3,4

Чи є ефективний алгоритм для визначення того, чи задана послідовність є послідовністю відмінностей для певної перестановки , чи це NP-жорстко?π

EDIT : Ми отримуємо обчислювально еквівалентну задачу, якщо сформулювати проблему за допомогою кругових перестановок.

EDIT2 : Крос, розміщений на MathOverflow, Наскільки важко реконструювати перестановку з її послідовності відмінностей?

EDIT3 Присудив нагороду за ескіз доказу, і я прийняв би відповідь, отримавши повний офіційний доказ.

EDIT 4 : Марція добре повнота доказ було опубліковано в електронному журналі комбінаторика .NP


1
ai[1..n]n+1

2
@MarzioDeBiasi Думаю, ви поділяєте мою пристрасть до проблем перестановки. Я сподіваюся, що я придумав найпростішу обчислювальну проблему перестановки :)
Mohammad Al-Turkistany

2
:-) ... Я скоріше скажу, що мій коментар походить безпосередньо від годин, які я марно витрачав на проблему витонченого маркування дерева ... однак у мене нечітка ідея можливого зменшення NP для вашої проблеми; якщо мені це вдасться формалізувати, я опублікую відповідь.
Marzio De Biasi

Відповіді:


10

Це ескіз можливого скорочення, щоб довести, що це важко: NP:

ai...11111...

21112112111

 a_i seq.:     1 1 1  2  1 1  2   1  1  1  forces
 permutation: 1 2 3 4 _ 6 7 8 _ 10 11 12 13 (or its decreasing equivalent)
 (from 4 you cannot go back to 2,
 from 8 you cannot go back to 6)

Отвори повинні бути заповнені в решті перестановки.

3) використовуючи достатньо великий 1SEQ, за ним 1SEQ з деякими отворами, а потім ще один великий 1SEQ ви можете побудувати вимушену лінію ;

4) з'єднавши безліч вимушених ліній, ви можете побудувати графік сітки перестановки, в якому вузли відповідають пропущеним числам в базовій примусовій перестановці.

Наприклад, послідовність 1111111112111111111112111111111, змушує наступний графік сітки перестановки 5x7:

29 30 31 32 33 34 35
22 23 24    26 27 28
15 16 17 18 19 20 21
 8  9 10    12 13 14   
 1  2  3  4  5  6  7

w×wa,b|ab|=kw

G

GG

7) ви можете заповнити всі отвори (тобто виконати перестановку), якщо і лише тоді, коли оригінальний графік сітки має гамільтонівський цикл

EDIT: 27 липня 2013 року

Я намагався офіційно довести повноту проблеми NP: я представив нову проблему ( Crazy Frog problem ) - NPC. Проблема відновлення перестановки від відмінностей еквівалентна "1-D проблемі шаленої жаби без заблокованих комірок" (що також є NPC).

Детальніше про скорочення дивіться у моєму питанні / відповіді на cstheory "Два варіанти гамільтонівського шляху" або завантажуйте проект доказу "Коли жаба зустріне перестановку" :)) (я все ще перевіряю / завершую її)


Приємно, я впевнений, що це призведе до рішення, гаджет для вибору безумовно реалізований.
domotorp

@domotorp: я розмістив його (я викладу деталі вибору / синхронізації деталей у наступні дні); можливо, вона містить помилку, яку я не бачу, проте я ставлю на облік 1 долар , що все зменшення можна значно спростити :-)
Marzio De Biasi

@MarzioDeBiasi Приємна візуалізація. Здається, ви на правильному шляху. Чи можете ви опублікувати свою відповідь на MathOverflow, оскільки існує значна зацікавленість у проблемі?
Мохаммед Аль-Туркстані

@MarzioDeBiasi Чи можете ви опублікувати остаточну відповідь (формальну) до закінчення виграшності?
Мохаммед Аль-Туркстані

@ MohammadAl-Turkistany: Щойно я повернувся з поїздки, я спробую формалізувати (і уточнити в CSP) наступні дні.
Marzio De Biasi
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.