随机K-SAT的确切定义是什么?


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定义随机K-SAT时,可以有4种不同的约束。
在给定的条款文本的1)总数为恰好K或至多为k
2)给定的文字A可以具有或不具有相同的子句中替换(A或A或A)中使用
3)给定的变量A可以具有或使用在同一子句(A或〜A或〜A)中
没有替换项4)给定的子句可以在给定的公式中使用或不替换而使用
哪一种是最“正确”的定义?使用这些不同定义的利弊是什么?


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我认为没有一个普遍接受的定义。
伊藤刚(Tsuyoshi Ito)

5
您可以选择的另一种不同选择是选择固定数量的子句(带或不带替换)或选择泊松样本(每个子句以固定的概率独立包含)。
David Eppstein,

4
@ Tsuyoshi,Geekster:我同意Tsuyoshi的观点,就我所知,SAT解算器不需要使用任何随机k-SAT定义,无论使用什么技术(DPLL,本地搜索,调查传播)。我100%确信,任何认真的SAT解算器都将在开始搜索之前删除重复的条款,重言式的条款和重复的文字。一些求解器还会删除包含的子句。
Giorgio Camerani 2011年

4
我认为目前的形式没有答案,因为没有定义比其他定义“更正确”,“利弊”大概取决于您要使用随机k-SAT的结果。我投票决定将其关闭不是一个真正的问题。
伊藤刚(Tsuyoshi Ito)

4
我想这个问题可以重述,删除“最正确的”部分,并根据某些特定结果集中于利弊。(或者答案可能会通过每种可能的结果得出。)由于此问题某种程度上类似于关于无保留切割的问题该问题似乎在无争议的范围内,我个人希望该问题仍然存在。
张显之(张显之)2011年

Answers:


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k

k k

两个主要模型:

允许使用Selman随机模型 -Repeated子句。凯尔(Kyle)在评论中对他的回答给予了很好的参考,但错误地认为该模型不允许重复子句。本文的链接版本(略有不同)在第3节中对随机模型进行了更详细的讨论:“这种生成方法允许公式中出现重复子句……但是,随着N变大,重复项将变得罕见,因为我们通常仅选择线性数量的子句。”

m2k(nk)

相变位置的等效性

然而,无论选择哪种模型,相变(可满足性阈值的50%阈值)都以相同的子句与变量比率发生,这主要是由于Selman等人的选择。在他们的论文中指出。

令表示Selman随机 -SAT实例中相同子句对的预期数量。给定子句对相同的概率为,而子句对的总数为。通过期望的线性,。A(n,m,k)(n,m,k)p=1/(2k(nk))N=(m2)A(n,m,k)=pN=(m2)/2k(nk)

根据[1]中的定理3,当时,使用Achlioptas模型出现了 -SAT相变位置的可证明上限。固定并设置我们得到km=O(2kn)k3m=O(2kn)

A(n,m,k)=(m2)/2k(nk)=O(m2)/O(nk)=O(n2)/O(nk)

然后,由于,,这意味着在 -SAT 周围期望有零个重复子句使用Selman模型生成随机SAT公式时的相变。k3limnO(n2)/O(nk)=0k

无耻的自我提升-我将在硕士论文的第4.1节中简要讨论这些主题。

随机QBF

事实证明,随机QBF的情况更加有趣。什么是AFAIK,关于随机QBF的前三篇论文各自提出了一个新的随机模型,从而对其前身提出了批评。

请参阅以下论文:

  • Cadoli等。“评估量化布尔公式的计算成本的实验分析。” AI * IA 1997
  • Gent + Walsh“超越NP:QSAT相变”。AAAI / IAAI 1999
  • Chen + Interian“用于生成随机量化布尔公式的模型”。IJCAI 2005

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[为清楚起见而编辑]

研究文献中使用最广泛的定义是每个子句完全需要k个不同的变量,并且没有重复的子句。如果您放宽对变量的限制,那么现有的许多研究对您来说都是没有意义的,因为您的结果将与结果不符。众所周知的饱和/未饱和相变将以不同的子句对变量的比率发生(如果完全存在这种相变),您将找不到文献期望的硬SAT实例。


3
Mitchell,Selman和Levesque提出了严格的满意度问题。第4节介绍了他们所谓的“随机K-SAT”。本文没有谈论放宽限制。这是因为我修改了一个随机的3SAT生成器并将许多实例馈送到典型的基于DPLL的SAT求解器中。
凯尔·琼斯

5
“最正确的定义是,对于随机3SAT,每个变量在大约4.26个子句处产生饱和/未饱和相变。” 你一定在开玩笑。
伊藤刚(Tsuyoshi Ito)

1
@Tsuyoshi:虽然“最正确的”绝对是一个延伸,但我认为这种说法是标准的,也是研究得最好的版本之一。
哈克·贝内特

2
您在怪异地宣称4.26是神奇的数字,该数字将“随机k-SAT”一词的特定定义区分为最正确的数字。如果这不是在开玩笑,我不知道该说些什么。
伊藤刚(Tsuyoshi Ito)

4
不,我声称相变的发现以及随后的所有后续研究和论文都同意随机k-SAT的默认定义,这是我给出的定义。如果您使用不同的定义,那么很多论文对您来说就没有意义,因为您的结果将与他们的结果不符。如果您正在研究SAT求解器,那么您会发现一些简单的实例,在这些实例中,我读过的每篇相关论文都说您应该找到困难的实例。这没有什么神奇的,只是在这一点上已经确立了惯例。如果要引用反例,请执行此操作。
凯尔·琼斯
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