为什么在复杂性理论中通常使用决策问题?


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维基百科

计算问题的类型:最常用的问题是决策问题。但是,可以根据功能问题,计数问题,优化问题,承诺问题等来定义复杂性类。

我还看到NP-complete,NP-hard,NP ...的定义仅用于决策问题。我不知道为什么会这样吗?

是因为其他任何问题都可以等效地转换为决策问题吗?

Answers:


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通常使用决策问题,因为它们可以对问题进行精确而简单的定义,并且如上所述,许多其他问题可以转换为等效的决策问题。

复杂性理论中还考虑了其​​他类型的问题,例如功能问题搜索问题


谢谢!(1)转换如何完成?(2)转换是否也必须是可计算的并且在一定时间内会复杂?
蒂姆(Tim)

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@Tim:也许我对类似问题的回答可以添加更多详细信息:决策问题的复杂性与计算功能的关系
2012年

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还有这个这个。(cc @Vor)
拉斐尔

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可能有很多不同的方法来回答这个问题,但是一个关键因素是历史先例。图灵(Turing)在1936年提出的关于停顿问题的算法的证明使用停顿问题作为决策问题。反过来,这是基于(并否定地解决了)Hilberts Entscheidungsproblem(1928年),该问题要求一种系统的方法来确定任何格式正确的数学陈述的真伪,也可以是决策问题。

这又与1900年的希尔伯特第十个问题相似,后者要求整数Diophantine方程的解(他的23个前沿/关键研究问题中有许多被称为决策问题)。但请注意,Entscheidungs问题甚至起源于维基百科指出的莱布尼兹的更早概念:

Entscheidungsupblem问题的起源可以追溯到Gottfried Leibniz,他在17世纪建造了成功的机械计算机器之后,梦想着建造一种可以操纵符号以确定数学陈述式真值的机器。

还应注意,丢番图方程可以追溯到希腊人,他们是第一个考虑,研究和强调数学证明的重要性的人。由于希腊人的缘故,数论中至少存在两个重要问题,但现代研究尚未解决,这是无限的孪生素数的存在和奇数完美数的存在。

请注意,一些“决策问题”(即以寻找打开数学猜想的证明的形式)从字面上花费了数百年的时间来解决,例如,超过3.5个世纪的费马斯最后定理,也在数论中得以解决。

因此,决策问题非常古老,但是即使简单地陈述也会非常困难,并且本质上是根源于相对于证据的存在“此陈述是对还是错”的问题。从本质上讲,这是一个核心的数学概念。此外,它以一种基本的和让人联想起的方式不断出现在现代场所,例如P vs NP问题(〜1971年),其中NP类别可以根据NP机器的停止和P时间的可满足性问题的解决来定义/构造。。


非决策问题也非常古老。给定一个数字:因素,它比费马的最后定理大得多,并且仍不能完全令人满意地解决。
彼得·索尔

@peter哪个问题年龄大?(a)因子数x [函数问题](b)是数x质数吗?[决策问题]
vzn 2012年
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