具有XOR关系的NP 2-SAT是否完整?


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我想知道是否存在针对“具有XOR关系的2-SAT”的多项式算法。2-SAT和XOR-SAT都在P中,但是它的组合吗?

输入示例:

  • 2-SAT部分: (a or !b) and (b or c) and (b or d)

  • XOR部分: (a xor b xor c xor 1) and (b xor c xor d)

换句话说,输入是以下布尔公式:

(a¬b)(bc)(bd)(ab¬c)(bcd).

示例输出:满意:a = 1,b = 1,c = 0,d = 0。

输入中的2-SAT子句数量和XOR子句数量均为,其中是布尔变量的数量。O(n)n


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这个问题相当接近,向量的按位异或等于目标向量 cstheory.se
vzn 2015年

Answers:


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通过减少3-SAT可以证明带有XOR关系的2-SAT具有NP完全性。可以将任何3-SAT子句重写为等式2-SAT-with-XOR-relations表达式其中和为新变量。

(x1x2x3)
(x1y¯)(yx2z)(z¯x3)
yz

所有答案似乎都是正确的或有帮助的,但是我发现这是最优雅的(恕我直言)。
艾伯特·亨德里克斯

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好答案。值得一提的是,仅仅满足要求还不够(因为与可满足的CNF的所有子句相对应的表达式的令人满意的赋值可能不匹配),但是您重写的表达式实际上对于的每个令人满意的赋值都有一个相应的令人满意的赋值原始条款。
克劳斯·德拉格2015年

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您还没有指定您的XOR关系的元数,但像往常一样SAT到3SAT减少,可以随时安排自己的元数至多为3.现在你是在伟大的位置,应用Schaefer的二分法定理,这将告诉您问题是P还是NP完全(这是仅有的两个选择)。如果结果在P中,则下一步可能是看Allender等人。,这会让您知道问题有多容易。


这没有考虑存在约束的条件,但是您始终可以添加虚拟变量以确保满足条件。O(n)
Yuval Filmus 2015年

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根据Schaefer的二分法定理,这是NP完全的。

考虑所有子句中包含2或3个文字的情况;那么我们可以将其视为对偶数为3的一组的约束满足问题。特别是,关系如下:,,,,。ΓR(x,y,z)xyx¬y¬x¬yxyzxy¬z

现在以现代形式应用舍弗二分法定理。检查六个操作中的每一个,以查看它们是否是多态的:

  • 一元0:不是的多态性。xy
  • 一元1:不是的多态性。¬x¬y
  • 二进制AND:不是的多态性。(考虑和;它们都满足关系,但它们的逐点与不满足。)xy(0,1,0)(1,0,0)(0,0,0)
  • 二进制OR:不是的多态性。(考虑和;它们满足关系,但不满足。)¬x¬y(0,1,0)(1,0,0)(1,1,0)
  • 三元多数:不是的多态性。(考虑和和;它们满足关系,但多数不满足。)xyz(0,0,1)(0,1,0)(1,0,0)(0,0,0)
  • 三元少数:不是的多态性。(考虑,和;它们满足关系,但少数不满足。)0 1 0 1 0 0 1 1 0 xy(0,1,0)(1,0,0)(1,1,0)(0,0,0)

因此,即使您限制所有XOR子句的长度最多为3,此问题也是NP完全的。


另一方面,如果将所有XOR子句的长度限制为最大为2,则此长度为P。特别是等效于,因此任何这样的公式都等效于2SAT公式,其满足度可以在多项式时间内确定。X Ý ¬ X ¬ ÿ (xy)(xy)(¬x¬y)

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