在日志空间中可以确定界宽SAT吗?


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Elberfeld,Jakoby和Tantau 2010ECCC TR10-062)证明了Bodlaender定理的一种节省空间的版本。他们表明,对于树宽度最大为,可以使用对数空间找到宽度为的树分解。空间界限中的常数因子取决于。(Bodlaender定理显示了线性时限,在常数因子中对呈指数依赖性。)ķķķķ

当子句集的宽度较小时,SAT变得容易。具体而言,Fischer,Makowsky和Ravve 2008表明,当给出树分解时,最多可以用算术运算来确定入射角图的树宽为的CNF公式的可满足性。根据Bodlaender定理,可以在线性时间内完成固定入射图的树分解计算,因此可以及时确定有界树宽公式的SAT,这是变量的低次多项式。2 O k n k nķ2Øķñķñ

然后可能会期望,对于入射图的有界树宽的公式,使用对数空间实际上可以确定SAT。目前尚不清楚如何修改Fischer等人。确定SAT节省空间的方法。该算法的工作原理是通过包含-排除来计算解决方案数量的表达式,然后递归评估较小公式的解决方案数量。尽管有界树宽确实有帮助,但子公式似乎太大,无法在对数空间中进行计算。

这使我问:

SAT的有界树宽公式是否已知在或?N L大号ñ大号


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您引用的论文中的结果是否直接遵循L在有限树宽实例中的SAT的事实?可以满足的公式集是MSO可定义的。因此,可通过Bodlaender + Courcelle定理在线性树宽图上以线性时间求解可满足性。Elberfeld-Jakoby-Tantau-2010表明,通过提供Bodlaender + Courcelle定理的对数空间版本,可以在有界树宽图上的对数空间中确定MSO属性。因此,可以在有界树宽图的对数空间中确定SAT。
Mateus de Oliveira Oliveira'Mar

@MateusdeOliveiraOliveira,细节对我来说似乎不清楚。可以通过具有两个有向边缘关系的结构(Immerman示例2.18)对SAT进行MSO定义,一旦忘记了方向,则其结合会导致入射图的边缘。但是,对于我来说,尚不清楚是否可以按原样使用入射图来定义MSO的可满足性(例如,通过机顶盒),以便能够应用Bodlaender / Courcelle / EJT。
安德拉斯·萨拉蒙

@AndrásSalomonCourcelle定理可以用于带有彩色顶点和边的图。此类彩色图的树宽与未着色版本的树宽相同。有许多方法可以将任意关系结构建模为彩色图形。
Mateus de Oliveira Oliveira'Mar

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对于公式,您需要定义一个关系结构,该结构可以同时编码公式和关联图。(否则,您将如何首先定义可满足性?)然后通过对这种结构使用适当的树宽概念,我们得到该结构的树宽(公式+入射图)最多为一个累加常数,大于树的树宽。仅发生率图。请注意,有很多方法可以定义这种组合的关系结构,并且基本上每个作者都使用最适合其上下文的结构。
Mateus de Oliveira Oliveira

@Mateus,谢谢!这是一个很有帮助的评论。在描述性复杂性方面,我不知道树宽的“工具箱”性质。想把这个变成答案吗?
安德拉斯·萨拉蒙

Answers:


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的确,使用Elberfeld-Jakoby-Tantau-2010中的结果,可以证明SAT可以在对数空间中根据入射图限制树宽的公式确定。这是证明此主张的主要步骤的示意图。

  1. 可以将树分解和树宽的概念概括为任意关系结构。例如,参见Dalmau,Kolaitis和Vardi撰写的本文的第2部分和第3部分 。
  2. Courcelle定理指出,MSO逻辑可以在线性时间上由恒定树宽的关系结构决定。
  3. Bodlaender的定理意味着如果一个关系结构具有树宽,那么这种结构的树分解可以在时间发现˚F Ñ。换句话说,这种分解可以在线性时间的恒定树宽图上找到。ŤFŤñ
  4. 可以定义合适的关系结构,该关系结构可以用来对公式F及其入射图I进行编码。τ的树宽最大为常数加I的树宽。τF一世τ一世
  5. 编码可满足的公式及其入射图的一组关系结构是可定义的MSO。τ
  6. 因此,通过Bodlander + Courcelle定理,可以确定恒定树宽的公式在线性时间内是否可满足。
  7. Elberfeld-Jakoby-Tantau-2010表明,在Bodlaender和Courcelle定理上,“线性时间”都可以用“对数空间”代替。
  8. 因此,对于每个MSO公式和每个关系结构τ,可以在对数空间中确定τ是否满足φφττφ
  9. 特别是,可以在对数空间中在恒定树宽图上确定SAT。
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