最大公约数(gcd)的复杂度


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请考虑以下计数问题(或相关的决策问题):给定两个用二进制编码的正整数,计算其最大公约数(gcd)。此问题包含的最小复杂度类别是什么?你能提供参考吗?

在这个问题上,我主要对运行时间的渐近边界不感兴趣,而对复杂度类感兴趣。交流电有问题吗?可以证明它不在AC0中吗?P内与此相关的其他复杂度类别又是什么?


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@乔:我的解释是,询问者对语言{{x,y,i)|是否感兴趣。gcd(x,y)的第i位为1}在NC,AC0等中,但是询问者进行澄清将很有用。
伊藤刚(Tsuyoshi Ito)2010年

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是的,Tsuyoshi对决策问题的措辞就是我的想法-对此含糊不清。但是,请不要专注于我建议的复杂度类,因为我根本不知道在这里相关的复杂度类。我很好奇任何复杂的复杂类,它是包含gcd的P(或FP,分别是)的子集。
Felix Breuer

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我很好奇高斯整数的情况。谷歌快速搜索显示了适应普通欧几里得算法的方法,但是没有一个讨论自然数和高斯整数之间的关系。是否有任何针对自然数的gcd算法为我们提供了具有相同复杂度的高斯整数算法?(我没有应用程序,这纯粹是出于好奇。)而且,是否存在有效的随机算法来以较低的预期运行时间来计算GCD?
罗斯·斯尼德


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更正的链接:mathoverflow.net/questions/44684/…。感谢您的警告,Kaveh。
Zsbán安布鲁斯

Answers:


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这是复杂性理论中一个主要的开放性问题:不知道是否可以在NC中计算GCD,也不知道计算GCD是否为P完全。最好的并行算法确实具有亚线性并行运行时间,其中一种这样的算法是由于Sorenson造成的:

J.索伦森。 两种快速GCD算法。算法学报,1994年。

如果我没记错的话,甚至不知道是否可以确定NC中两个整数是否相对质数。


谢谢,这就是我想知道的!但是,如果有人知道P的其他非平凡子集包含gcd,请告诉我。
Felix Breuer 2010年

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根据以下参考资料,还可以测试两个整数是否是相对质数:并行计算的限制,第231页,问题B.5.7。
罗宾·科塔里

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最近的参考文献是:Sorenson,JonathanP。“一种用于EREW PRAM的随机亚线性时间并行GCD算法。” Information Processing Letters 110,编号。5(2010年2月):198-201。linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0020019009003640
Felix Breuer 2010年


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论文发表于2007年,说整数GCD在NC中。

编辑:断言可能是错误的。检查评论。


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该论文从未发表过,仅发表在作者的网站上。此外,作者本人似乎并不认为他的2007年论文是正确的,因为他在后来的论文(cs.cornell.edu/courses/CS6820/2012sp/Handouts/Sedjelmaci09.pdf)中将问题列为公开的。
EmilJeřábek在2013年

不知道。感谢您指出。
Apoorv Gupta

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我认为这种答案不应该被否决。
亚历山德罗·科森蒂诺
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