分解和图同构是NP中的问题,这些问题在P中也不是完整的。共有此属性的其他一些(足够不同的)自然问题是什么?直接来自拉德纳定理证明的人为例子不算在内。
仅假设某些“合理”假设,这些示例中的任何一个是否可证明是NP中间的?
分解和图同构是NP中的问题,这些问题在P中也不是完整的。共有此属性的其他一些(足够不同的)自然问题是什么?直接来自拉德纳定理证明的人为例子不算在内。
仅假设某些“合理”假设,这些示例中的任何一个是否可证明是NP中间的?
Answers:
这是P和NPC之间问题的一些响应的集合:
在本课程中我最喜欢的问题(我将其表述为功能问题,但很容易以标准方式转变为决策问题):计算两个二叉树之间的旋转距离(等效地,计算两个三叉树之间的翻转距离)凸多边形)。
在此列表或MO列表中都未提及的问题是收费公路问题。给定n(n-1)/ 2个数字的多重集,每个数字代表直线上两个点之间的距离,可重构原始点的位置。
请注意,使这一点变得微不足道的是,对于多重集中的给定数字d,您不知道哪对点相隔d个单位。
众所周知,对于任何给定的实例,只有一个多项式解,但不知道如何找到一个解!
平方根问题的总和:给定两个序列和b 1,b 2,... ,b Ñ正整数,是阿:= Σ 我√小于,等于,或大于乙:=Σ我√?
该问题在实际RAM上有一个琐碎的时间算法-只需计算总和并进行比较即可!-但这并不意味着P中的成员身份。
有一个明显的有限精度算法,但是尚不清楚精度的多项式位数是否足以满足正确性要求。(有关详细信息,请参见http://maven.smith.edu/~orourke/TOPP/P33.html。)
毕氏定理意味着顶点和整数端点为整数平方根之和的任何多边形曲线的长度。因此,“根和”问题是几个平面计算几何问题所固有的,包括欧几里得最小生成树,欧几里得最短路径,最小权重三角剖分和欧几里得旅行商问题。(由于基本的拟阵结构以及EMST是Delaunay三角剖分的一个事实,因此可以在多项式时间内解决欧几里德MST问题,而无需解决根之和问题。)
这里是一个多项式时间随机算法,由于约翰内斯Blömer,决定两个金额是否相等。但是,如果答案是否定的,则Blömer算法无法确定哪个总和更大。
NP中甚至不知道该问题的决策版本(?)。但是,Blömer算法暗示,如果决策问题是在NP中,那么它也是在共NP中。因此,该问题不太可能是NP完全的。
以下列出了可能会或可能不会“足够”不同的问题。通过与图同构相同的证明,如果其中任何一个都是NP完全的,则多项式层次结构会崩溃到第二级。我不认为在P中应该使用哪个“应”有广泛的共识。
最小电路尺寸问题(MCSP)是我在NP中最喜欢的“自然”问题,它不知道是NP完全的:给定一个m变量布尔函数f的真值表(大小为n = 2 ^ m),并且给定数字s,f是否具有大小为s的电路?如果MCSP很简单,那么就没有加密安全的单向功能。这个问题及其变体为俄罗斯“蛮力”算法的研究提供了很大的动力,从而导致莱文在NP完整性方面的工作。也可以从资源受限的Kolmogorov复杂度的角度来考虑此问题:询问是否可以从简短描述中快速恢复字符串。Ko研究了这个问题的版本。据我所知,Cai和Kabanets首先使用了MCSP这个名字。在我的一些论文中可以找到更多参考文献: http://ftp.cs.rutgers.edu/pub/allender/KT.pdf http://ftp.cs.rutgers.edu/pub/allender/pervasive.reach.pdf
单调自我对偶
对于任何布尔函数,它的双是。鉴于用CNF公式表示,我们必须确定。
此问题存在于co-NP [ ]中,即可以用不确定的步骤来确定。因此,它具有准多项式时间算法(时间),因此不太可能具有共NP困难性。
不管这个问题是否在P中,仍然是开放的。更多详细信息,请参见Thomas Eiter,Kazuhisa Makino和Georg Gottlob 在2008年发表的论文《单调对偶的计算方面:简要调查》。
琐碎的琐事:给定3空间中的闭合多边形链,它是否是未打结的(即,环境同位素到平坦的圆)?
通过法线表面理论中较深的结果,这在NP中是已知的,但是尚无多时算法或NP硬度证明。
尚不清楚是否有可能在多项式时间内决定玩家1在平价游戏中是否具有获胜策略(从给定的起始位置开始)。但是,该问题包含在NP和co-NP中,甚至存在于UP和co-UP中。
在单调 CNF公式中,每个子句仅包含正文字或仅包含负文字。在相交的单调CNF公式中,每个肯定子句与每个否定子句都有一些共同点。
决策问题
交叉MONOTONE SAT
输入:交叉单调CNF公式问题:是˚F满足的?
有一个算法可追溯到1996年,但未知是在P中。(当然,它可能最终在P中,但这将是一个主要结果。)
给定的3三角流形是3球体吗?来自乔·奥洛克(Joe O'Rourke)。
这是计算社会选择中的一个问题,这个问题在P中并不为人所知,并且可能是或不是NP完全的。
平衡单淘汰赛的议程控制:
给定:n = 2 k个节点上的锦标赛图,节点
问题:是否存在节点的排列(方括号),以便a是诱导单淘汰赛的获胜者?
给定的置换上2个ķ的节点V和竞赛图Ť上V,可以获得一个置换P ķ - 1上2 ķ - 1节点如下。对于每一个i > 0,考虑P k [ 2 i - 1 ]和P k [ 2 i ]以及它们之间的弧e在T中;让P ķ如果Ë=( P ķ [2我-1], P ķ [2我])和 P ķ - 1 [我]= P ķ [2我]否则。也就是说,我们根据 P k匹配节点对,并使用T决定哪些节点(获胜者)继续进行下一轮。因此,给定一个2 k的置换,实际上可以如上所述感应地定义k个回合P k − 1,… ,P 0,直到最后一个置换仅包含一个节点。这在2 k个节点上定义了(平衡)单淘汰赛。在所有回合之后剩下的节点是锦标赛的获胜者。
平衡单淘汰赛的议程控制(图表制定):
给定:n = 2 k个节点上的锦标赛图,节点 a
问题:在以k为根的2 k个节点上包含(跨越)二项式树状结构?
上的一个二项式树状在节点为根节点X被递归地定义为一个上二项式树状2个ķ - 1在根节点X和一个二项式树状2个ķ - 1在不同的节点为根节点ÿ和来自电弧X至ÿ。(如果k = 0,则二项式树状仅仅是其根。)锦标赛图中的匹配结果信息,比赛图中的二项式树状精确捕获了可以参加的单淘汰赛。
一些参考:
假定P不等于NP,则诱导子图同构问题具有NP不完全的“左侧限制”。参见Y. Chen,M。Thurley,M。Weyer:《理解诱导子图同构的复杂性》,ICALP,2008年。
平面最小二等分问题的复杂性是一个有趣的开放问题,众所周知它不是 -hard。相反,平面最大对分问题是N P -hard。
最小二等分问题:找到一组节点,将其分成两个相等大小的部分,以使交叉边缘的数量最小化。
未知是在FP中还是对NP困难的问题是,当保证Steiner顶点落在以120°角相交的两个直线段上时,找到最小的Steiner树的问题。如果线段之间的角度小于120°,则问题是NP困难。据推测,当角度大于120°时,问题就出在FP上。
因此,以下决策问题目前看来具有中等复杂性:
最小120°-Steiner树
当然,这实际上可能是P或NP完全的,但是看来我们将在120°进行有趣的二分法而不是中间问题。(猜想也可能是错误的。)