NP-Complete中可以有任何有限的问题吗?


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我的讲师发了言

任何有限的问题都不能是NP完全的

当时他在谈论数独,说的是8x8数独存在有限的解决方案,但是我不记得他到底在说什么。我写下了我引用的便条,但仍然不太了解。

如果我没记错的话,数独是NP完整的。派系问题也是NP-Complete,如果我有4-Clique问题,这不是NP-Complete的有限问题吗?


什么是“有限问题”?谷歌和维基百科没有帮助。
安东·特鲁诺夫

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@AntonTrunov输入具有限制长度的问题。
Yuval Filmus

@YuvalFilmus,不是所有有效的图灵机*输入对都正确吗?IIRC这些符号之一被指定为空白符号,并且输入最初具有边界区域,在该区域之外无法显示除空白符号以外的其他符号。术语“ NP完成”通常不用于对流进行操作的上下文中,在不放松该假设的情况下无法对流进行操作。
Mike Samuel

@MikeSamuel当我说边界长度时,我的意思是输入的大小最多为100。(或100以外的任何数字。)
Yuval Filmus

@YuvalFilmus,好。我的意思是,仅当输入中没有非空白符号或存在整数(即最左边的非空白符号和最右边的非空白符号之间的符号数)时才使用“ NP完整”一词。100就是这样一个例子。
Mike Samuel

Answers:


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如果有限问题是NP完全的,则P = NP,因为每个有限问题都有多项式时间算法(甚至是恒定时间算法)。

n2×n2

最后,4-clique问题虽然不是一个有限的问题(输入图的大小不受限制),却是一个容易解决的问题,它具有多项式时间算法。


那么,由于具有多项式时间算法,四斜问题P是否存在?
TheRapture87'2013-4-29

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@ Aceboy1993对,这是P的定义
尤瓦尔Filmus

但是,为什么K-clique被认为是NP-Complete?K不仅代表4这样的数字吗?
TheRapture87 '16

kk

同样,我们可以证明 Clique是NP完全的。
Yuval Filmus

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您老师的陈述不正确,或者您可能听不清楚他的说话。正确的陈述是

L|L|1P=NP

PNP|L|>1P=NPPNP

Sudoku或国际象棋不是NP完整的(如Yuval所指出的),因为它们的输入是有限尺寸的9x9或8x8棋盘(我正在谈论决策版本,即数独是否有解决方案或国际象棋是否有制胜策略)。在国际象棋中,假设您重复一个位置,则视为平局。


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回想一下:如果问题X满足两个条件,则它是NP完全的:

a)在NP中-即,可以在多项式时间内验证X的任何猜想解。

b)对于NP来说是完整的-即NP中的每个问题Y都有多项式时间约简,可将Y的一个实例转换为X的一个实例(因此,任何求解X的多项式时间程序也将在多项式时间内求解Y )。

我们可以同意9x9的数独满足(a)。(b)事情跌落了。更一般而言-问题(无论是NP还是其他问题)通常具有大小为N的实例,其中N 的值任意大;对于NP中的已知问题,当然是这样。从这样的问题减少到最大可能问题的大小不可能是有效的实例到实例的减少,因为前者总是(无限)比后者更多。这就是为什么Sudoku必须先推广到NxN个矩阵,然后才能考虑NP完整性。


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这是不正确的。可以有效地将问题从无限多个实例简化为有限多个实例的问题。例如,这是从SAT简化为确定length-1字符串是否等于“ a”的问题:如果SAT实例是可满足的,则将其映射到字符串“ a”;否则,将其映射到字符串“ b”。现在,这种减少(可能)无法在多项式时间内计算出来,但这是完全有效的减少。
David Richerby '16
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