为什么硬决策问题的计数变体不会自动变硬?


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众所周知,2-SAT在P中。但是,对给定的2-SAT公式即#2-SAT的解数进行计数似乎是#P-hard的,这似乎很有趣。也就是说,我们有一个问题的例子,对于这个问题来说,决策很容易,但是很难计数。

但是考虑一个任意的NP完全问题(比如3-COL)。我们可以立即说一下其计数变体的硬度吗?

我真正要问的是:为什么我们需要另一个证明来显示硬决策问题的计数变体也是#P-hard?(有时您会看到简化的缩减,从而保留了解决方案的数量,依此类推)。我的意思是说,如果计数问题容易,您也可以自动解决决策问题!那么怎么可能不难呢?(好的,也许很难,但是我不确定对硬的定义是什么)。

Answers:


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并非自动定理“决定困难意味着计数困难”的原因是,这两个语句使用了“困难”的不同定义。

  • 如果多项式时间多一归约(aka Karp归约,aka多项式时间映射归约)下的NP-完全,决策问题就很难。

  • 如果在多项式时间图灵归约(又名Cook归约)下为#P -complete,那么计数问题就很难。

这样,如果一个决策问题是NP-完全的,我们知道相应的计数问题是NP-困难的,但这不是什么是硬计数问题的定义。作为#P -complete似乎是一个并非只是强得多声明NP难的-户已经表明,#P -完全问题是很难在随机降低整个多项式层级,所以,作为一个复杂的类,#P感觉更接近到PSPACE比到  NP

朝相反的方向前进,显然可以肯定的是,如果从FP的意义上说计数问题很容易  ,那么决策问题就在  P中。毕竟,如果您可以有效地进行计数,则可以肯定地说出答案是否为非零。但是,仅仅因为计数版本是“不难”(即不是#P -complete)并不意味着它是“容易”的(即在  FP中)。拉德纳定理扩展到  #P,因此,如果FP**#P **则它们之间存在无限的层次结构,其中包含不同的复杂度类,因此对于这些类中的任何一个类,我们的“不难”计数问题都可以完成,因此(在FP中)不容易  。

话虽如此,但我认为对于假设问题为NP -complete意味着计数版本为#P -complete 的猜想,我们没有任何反例。因此,这不是一个定理,但根据经验是正确的。


确实。关于最后一段,您可以在cstheory.stackexchange.com/q/16119/5038上找到有关此点的更多讨论。
DW

1.计数问题不是为NP问题唯一定义的,因此您必须先讨论NP问题的验证程序,然后再讨论其计数版本。2.硬度的复杂性是相对难度,不是绝对难度。因此,当我们说一个问题很难时,显而易见的问题是关于什么以及在哪种比较之下?
卡夫
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