如果没有有效的算法,是否存在问题,存在定理证明此类算法必须存在?


22

尽管存在定理证明必须存在这种有效算法,但CS中是否存在没有有效算法可知的问题?

这些问题叫什么?在哪里可以找到更多?



3
你的问题是什么?标题中写有“解决方案”,但内容中写有“算法”。
Marcos Villagra

6
我认为如果您要提出有趣的/自然的问题会更好,否则可以轻松定义此类问题:采用任何未知的对错数学表达式,如果问题为1,则使问题输出1(与输入无关) true和0(如果为false)。有两种非常简单的算法,其中一种可以解决该问题,但是确定哪种方法基本上证明/证明了数学陈述,因此我们不知道哪种算法可以解决该问题。
卡夫

Answers:


9

作为一个例子,谢尔比金梅尔使用对手方法在本文表明,有具有存在查询算法对于某个问题一个我们不知道一个恒定的查询的解决方案。她以一种特别巧妙的方式做到了这一点,即找到由自身次组成的问题的查询复杂度,然后找到堆肥函数的查询复杂度,并注意到原始函数的查询复杂度为。d Q Q 1O(1)dQQ1d


12

当然,有很多例子,至少就您的问题而言。

人们常常从概率方法中得到这样的结果。例如,我喜欢遇到的一篇论文是在加法模型中重建图。在这里,作者表明存在一组查询,这些查询将(最佳)学习目标图。给定该集合,该算法是有效的。但是,他们使用概率方法显示了该小集合(针对每个问题大小)的存在,该小集合适用于所有输入,但未明确构造它。因此,他们可以做的最好的事情就是通过指数型查询进行暴力搜索,因为它们没有明确的结构。O(dn)


2

不可以,对于所有明确定义的问题,您始终可以使用最快和最短的算法。;)


我并不是很认真,但是观察到哈特的构造实际上证明了算法的正确性。您为什么认为它不能回答问题?
Marcus Ritt

4
@罗斯·斯尼德(Ross Snider):不确定的语言当然会越过哈特的结果:毕竟,他正在给出一种算法!但是,与Levin搜索不同,后者要求问题实例具有可验证的证书(例如NP搜索问题),而Hutter的搜索则没有。它仅要求以正式语言陈述问题,这可以作为穷举搜索证据的基础(某些TM实际上正在解决指定的问题)。同样,除非我们已经知道问题具有这样的算法,否则Hutter / Levin不会为我们提供有效解决问题的算法的证据。
2011年

1
@Joshua我提出了不确定的语言,以作为Hutter / Levin搜索无法确定(我试图选择明显的东西)但仍保持“明确定义” 的示例。这是对论文标题提出的主张的反对。当然,我很小心地承认我没有阅读内容,而现在我必须要做。
罗斯·斯尼德

1
该算法是否是针对永久存在的陈述的构造数学与经典数学等价的计算内容?
Neel Krishnaswami

1
@Neel Kirshnaswami:很难说,因为我不知道有这么等同!你能指点一下吗?
约书亚·格罗肖

1

编辑:以下答案是针对给定计算问题的解决方案,而不是算法的存在。最初,我误解了这个问题。

回答

有一个复杂性类可以捕获此类计算问题。它被称为TFNP。它在本文中定义:

Nimrod Megiddo和Christos Papadimitriou。关于总函数,存在性定理和计算复杂度。理论计算机科学81(2):317-324。

在这里,您会发现诸如三色三角形之类的问题,对于这些问题,解决方案的存在由Sperner的引理来保证(有关此问题的定义,请参见本文)。

您还有以下论文:

Christos Papadimitriou。奇偶论证的复杂性及其他低效的存在性证明。Journal of Computer and Systems Science 48(3),1990。

在本文中,您会发现:

  • 在维Sperner引理,这是三色三角的推广。n
  • 2人游戏平衡。
  • 在图形上找到第二条汉密尔顿路径。

本文有很多这类问题的例子。所以我建议看一下。


2
这个问题不是问有关其决策版本的可证明现有解决方案的问题,而是有关证明存在有效算法的问题。这些是不同的东西。我同意,乍一看标题可能会误导。但是,只有一见钟情。
Oleksandr Bondarenko

是的,我也同意。但是我完全被这个问题误导了。现在,在这种情况下,答案是令人误解的。我该怎么办?我要删除问题吗?还是编辑并在警告中给出确切答案?
Marcos Villagra

没有删除答案的政策,您可以随时做自己认为适当的事情。我个人认为将您的答案留在这里很好。您可以声明要确切回答的问题。
张显之(张显之)2011年
By using our site, you acknowledge that you have read and understand our Cookie Policy and Privacy Policy.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.