Чи відомі проблеми, повні NP, ні NP-жорсткі в сильному сенсі, ні псевдополіномічний алгоритм?


19

У своїй роботі (стор. 503) зауваження Гарі та Джонсона:

... може існувати повна NP-проблема, яка не є ані повною в NP в сильному сенсі, ані вирішена алгоритмом часу псевдополінома ...

Хтось знає якісь проблеми кандидата щодо згаданих вище властивостей?

Я думаю, що можливою відповіддю на це питання може бути перелік NP-повних проблем у звичайному розумінні, таким чином, що для них не відомий алгоритм псевдополіномій.


5
Хіба неможливо скласти штучний приклад, поєднавши задачу, повну NP, з алгоритмом псевдополінома часу та мовою NP-проміжного з теореми Ладнера?
Tsuyoshi Ito

2
Моя відповідь, опублікована раніше, була неправильною; мої вибачення. Це те, що відбувається, коли я махаю рукою і публікую!
Даніель Апон

Відповіді:


17

Я не знаю, чи вам цікаво почути більше деталей мого коментаря до вашого питання, але тут все-таки більш детально.

Якщо P = NP, кожна проблема в NP може бути вирішена в поліноміальний час, а отже, і в псевдополіномічний час, це означає, що жодна проблема не задовольняє вашій вимозі, як зазначив Магнус у своїй відповіді. Тож припустимо P ≠ NP у решті цієї відповіді.

Оскільки P ≠ NP, існує мова L ∈NP ∖ P, яка не є повною NP (теорема Ладнера). Розглянемо наступну проблему:

Прямий добуток Розділу та L
Екземпляр : m додатних цілих чисел a 1 ,…, a m та k цілих чисел b 1 ,…, b k ∈ {0,1}.
Питання : Чи дотримуються обох наведених нижче дій?
(1) м цілих 1 , ..., м утворюють так-екземпляр завдання розділу. (2) до -бітовой рядку б 1 ... б до належить L .

Дотримуючись статті Гарі та Джонсона, визначте функцію довжини як m + ⌈log max i a i ⌉ + k, а функцію Max як max i a i .

Рутинна перевірка (i), що вона є NP-повною у слабкому сенсі, (ii), що у неї немає алгоритму псевдополіномального часу, та (iii) що він не є NP-повним у сильному сенс.

(Підказки: (i) Членство в NP випливає з того, що і проблема розділу, і L є в NP. Для твердості NP зменшіть розділ до цієї проблеми. (Ii) Побудуйте псевдополіномальну трансформацію з L на цю проблему. (iii) Побудуйте псевдополіноміальну трансформацію з цієї задачі на L , використовуючи той факт, що розділ має алгоритм псевдополінома-часу.)

У цій конструкції немає нічого особливого в проблемі Partition: ви можете використовувати свою улюблену слабко NP-повну проблему за допомогою алгоритму псевдополінома-часу.


Дякую за відповідь. Мене більше цікавили не штучні проблеми всупереч описаній вами. Хоча я сумніваюся щодо визначення не штучної проблеми.
Олександр Бондаренко

@Oleksandr: Щодо вибору L, ви можете використовувати будь-яку NP-проміжну мову. Однак ви праві, що незалежно від того, яку мову ви виберете L, ця конструкція створює штучну проблему через прийняття прямого продукту з Partition. Я не знаю жодної природної проблеми, яка задовольняла б ваші вимоги.
Tsuyoshi Ito

У будь-якому випадку, ваша відповідь для мене цікава і заслуговує на підсумок.
Олександр Бондаренко

(Редагувати: Nevermind. :))
Даніель Апон

1

Я б сказав, що відповідь однозначно ні (тобто ніхто не знає), тому що ніхто не знає, чи можна вирішити проблеми, пов'язані з NP, у поліноміальний час, не кажучи вже про псевдополіномічний час. (Кожен поліноміальний алгоритм, звичайно, є псевдополіноміальним.) Якщо ви можете знайти проблему в NPC, яку неможливо вирішити за псевдополіномічний час, ви тільки що довели, що P ≠ NP, тому я думаю, що з упевненістю можна сказати, що таких прикладів не буде виробляється найближчим часом.


1
Я відредагував своє запитання на тему "Хтось знає якісь проблеми кандидата ...?"
Олександр Бондаренко
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.