数独数独难题有多难?


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数独是一个众所周知的拼图游戏,它是NP完全的。二进制数独是仅允许数字和的变体。规则如下。01

  1. 每行和每一列必须包含相等数量的零和一。
  2. 每行和每列都是唯一的。
  3. 没有行或列包含零或连续三元组(是连续的的三元组)。111

输入是一个正方形,部分填充有零和一。为了解决这个难题,在遵守上述规则的同时, ×平方中的每个像元必须用或填充。我无法找到任何难解的结果来解决“二进制数独”难题。N × N 0 1N×NN×N01

解决数独数独难题有多难?NP完全吗?

另外,我对相关问题的复杂性感兴趣。

给定一个完全遵守上述规则1和2的 ×平方,N×N

找到行和列的排列以使结果平方符合规则3有多难?


它是不一样的问题,所以我会离开这个作为一个评论,而不是一个答案,但有对我的论文的标准样的数独题的个位数的子问题的NP-硬度结果arxiv.org/abs/1202.5074
大卫Eppstein 2013年

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作为一个二进制谜(这个问题)的应用程序的作者,我可以为您提供一个观察(没有证明):这个难题在实践中看到可以在多项式时间内解决的所有实例,但也有实例显示没有可解这样,即恰好在您达到以下状态的情况下:三个规则均没有一个直接迫使单元格采用特定值(即,您似乎必须“尝试某些操作”,并且可能回溯到该点)。
哈罗德

嘿,我一直在尝试编写解决二元谜题的程序,除了我很难完成非常困难的二元谜题,并且需要解决它的提示。我的程序可以轻松地解决所有二进制问题,除了非常困难的问题之外

Answers:


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编辑:我很快完成了几个月前开始但从未完成的业余证明。

您可以在我的博客上将其下载为PDF格式 ...尚未有人对其进行检查,因此欢迎提出批评,意见和建议。


我不知道是否有官方证明,但是几个月前,我制造了这些小工具来模仿平面3-CNF公式;例如OR,SPLIT和TURN小工具为:

在此处输入图片说明

我使用简单的约束求解器程序构建/检查了小工具。

每行/列的唯一性(规则2)可以通过使用像“数字”一样的2x2块将它们标记为唯一的“二进制数”来实现:

01 = 0   10 = 1
10       01

并且可以将1和0的数量相等(规则3)镜像整个拼图,并将0与1反转(在中间使用特殊的壁以允许在不违反规则的情况下进行过渡):

  3CNF simulation    |  wall  | 3CNF sim. with  | 0000 (using 2x2 blocks)
                     |        | 0,1 inverted    | 0001
 --------------------+        +-----------------+ 0010
    wall                        wall            | ....
 --------------------+        +-----------------+ ....
  3CNF sim. with     |  wall  | 3CNF simulation |
  0,1 inverted       |        |                 |
 --------------------+--------+-----------------+
 0101 .... (using 2x2 blocks)
 0011 ....
 0000 ....

因此,确定部分填充的 Binary Puzzle板是否有解决方案是NP难的。N×N

像其他类似的难题一样,现在还不能立即说它在NP中(例如,参见关于cstheory上的简洁Nurikabe的讨论)。但是,如果初始板以完整字符串(表示不是简洁的),并且您删除了唯一解约束(这是另一个规则)游戏),那么问题就出在NP(因此是NP完整)上。{0,1,}N×N


我猜你是说平面电路SAT?
Mohammad Al-Turkistany

我的意思是Planar type 1 3CNF(3CNF子句和变量之间的二部图是平面的)。一个小工具用于模拟T / F分配,另一个小工具用于对每个子句强制执行T,2个OR小工具用于模拟每个子句的两个OR,SPLIT则用于拆分和“携带”来自分配的信号条款。现在,我正在尝试完成本文,一旦完成,我就会在答案中发布链接。
Marzio De Biasi

因此,您可以从NP完全平面立方二分体单调1合3 SAT问题中解脱出来。对?
Mohammad Al-Turkistany

不,“类型1”表示使用的特定平面3CNF公式(类型1和类型2之间存在细微差别)。我用类似的简化来证明益智游戏TentNP完全性;您可以看一下该论文,但是我认为我会在1-2天内发布有关二进制数独问题的完整证明-又名二进制难题(我刚刚完成了小工具的快照)(希望您能我会看看它是否真的有效:-)
Marzio De Biasi

祝你好运,我等不及了。
Mohammad Al-Turkistany 2013年
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