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我们知道Immerman–Szelepcsényi定理由性位于,并且由于是因此,性可以简化为的一个对数空间。但是,是否存在中没有通过图灵机配置图的直接/组合简化?N Lst-non-connectivityNLÑ 大号- ħ 一个[R d小号- ñ ö ñ - Ç ö Ñ Ñ Ê Ç v Ť ý 小号- Ç ö Ñ Ñ Ë Ç Ť v ÿ ñ 大号st-connectivityNL-hardst-non-connectivityst-connectivityNL

stConnectivity(又称):stPATH

给定有向图以及顶点和,Gst

是否存在从顶点s到顶点的定向路径t


说明:

您可以假定图是由其邻接矩阵给出的(但是,这并不是必需的,因为图的标准表示形式可以在日志空间之间相互转换。)

是可能的解压的证明的岬小号- Ç ö Ñ Ñ Ê Ç v Ť ÿ并将其移动到证明,以便证明不使用它该定理为引理。然而,这本质上仍然是相同的构造。我要寻找的不是这个,我要从概念上直接减少。让我比照N P案。我们可以减少各种N P - c o m p lNL-hardst-connectivityNP通过使用一个事实,即它们是在问题彼此 Ñ P因此减少小号Ť小号Ť降低到另一问题。并且我们可以解压缩并组合这两种减少量以获得直接减少量。但是,通常有可能在概念上进行更简单的减少,而无需经过这个中间步骤(您可以删除提及的内容,但从概念上讲仍然存在)。例如,减少 H a m P a t h V e r t e x C o vNP-completeNPSATSATHamPath 3 - ç ö ø ř Ñ 小号Ť我们不说 ħ P ħ Ñ P,并因此减少了小号因为小号Ť Ñ P - ħ 一个ř d。我们可以给出一个简单的直观公式,只要图形具有哈密顿路径即可。另一个例子,我们减少了 N中的其他问题VertexCover3-ColoringSATHamPathNPSASATNP-hard小号- Ç Ò Ñ Ñ Ê Ç v Ť ý不依靠 Ñ 大号- Ç ö p Ë Ë的岬小号- Ç Ò Ñ Ñ Ê Ç v ÿ例如 ç ÿ ç ë小号- [R ö ñ NLst-ConnectivityNL-completest-ConnectivityCycle,等等,它们涉及在输入图形修改(并且不指的是解决这些问题的任何图灵机)。StronglyConnected

我仍然看不到任何原因无法做到这一点。我正在寻找这种减少。

这可能是因为这是不可能的,任何减少将在概念上经过的情况下内斯结果。但是我不知道为什么会这样,为什么情况会与N P情况不同。显然,要对我的问题给出否定的答案,我们将需要更加正式地确定何时在概念上进行证明NL-hardNP包括另一个证明(这是AFAIK无法以令人满意的方式解决的证明理论问题)。但是请注意,对于肯定的答案,不需要这样的正式定义,我希望情况确实如此。(当我找到更多的空闲时间时,我将考虑如何以一种忠实的方式来规范我的要求。本质上,即使我们不知道问题已经解决了,我也希望这种减少是可行的。)NL

使用Immerman-Szelepcsényi的证明定理是好的,使用的岬小号P Ť ħ和配置图表Ñ 大号机是我希望避免的。NL-completestPATHNL


@Raphael,我喜欢使用其他字体作为数学概念(如复杂度类)的名称,这是文献中的常见做法。请不要删除它们。
卡夫

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对不起,但这看起来太可怕了。如果必须,请使用其他字体,但请保持一致:您将其mathsf与标准数学字体混合使用,甚至在一个单词中使用不同的字体!
拉斐尔

@Raphael,我以一致的方式使用它们。Mathsf用于区分复杂度类。我会考虑将“完整的”和“硬性的”外部移到文本部分(问题在于它会使它们使用不同的字体键入。)
Kaveh 2012年

“一致”不等于“印刷上令人愉悦”。(此外,这里并不需要真正的区分,特别是不需要复杂性类和问题之间的区分(这更让人感到痛苦,在原始数学字体中看起来很糟糕))。
拉斐尔

@Raphael,当然,我没有这么说。您反对我使用它们的方式的“不一致”,我只是想指出事实并非如此。我的风格是将数学概念的名称(如与其余的数学/文本区分开来,我想以一种一致的方式来实现。无论如何,我会考虑如何在保留样式的同时使它在印刷上更好。P
卡夫

Answers:


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如果比较麻烦,可以将Immerman-Szelepcsényi定理的证明转换为所需的约简。绝对不需要使用st-连通性的NL完全性。

给定一个实例,我们构造了一个新的图G ' = V 'E 's 't '。的“主顶点” V 记录以下信息:目前距离d小号,距离顶点最多人数d - 1,距离顶点的数量d - 1G=(V,E),s,tG=(V,E),s,tVdsd1d1到目前为止,我们正在猜测当前顶点是否最多具有距离,目前为止最多计数到d的距离的顶点数,我们正在确定当前顶点是否最多具有d的距离。的小顶点处理,我们猜测至多一个长度的路径的部分d - 1,这是我们猜测至多为距离的顶点d - 1。涉及显示顶点t的边可从s到达d1ddd1d1ts被丢弃。对于当前距离下要测试的每个顶点,如果考虑了所有较小距离的顶点,则仅前进到下一个顶点。从距离到距离d + 1时,我们复制必要的信息。起始顶点s '解释了s是距离为零的唯一顶点的事实。终止顶点t '由所有顶点指向,这些顶点表示该过程已经完成了直至(包括)距离n 1的事实,其中n = | V | dd+1sstn1n=|V|

如您所见,完全正确地编写所有内容会很麻烦,但是绝对有可能。没有公开使用NL完整性,因为我们从不使用任何NL机器的配置图。不需要,因为我们有比配置图更好的东西-输入实例本身。

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