SAT的上下文相关语法?


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根据Kuroda的经典结果,复杂度类NSPACE [ ]n(也称为NLIN-SPACE)正是上下文相关语言的 CSL类。可满足性问题SAT在NSPACE [ ]中,因为可以用最多线性的簿记开销检查对解决方案的线性大小的猜测。这意味着SAT必须具有上下文相关的语法(CSG)。n

有没有人尝试为SAT提供CSG?

我意识到许多与CSL相关的问题是无法确定的(例如,确定给定的CSG是否生成空语言)。即使给了SAT的CSG,仍然要克服这样的障碍,即决定使用CSG所提供语言的成员资格通常是PSPACE-complete。 但是由于某种特殊的语言结构,定义SAT的CSG的成员资格问题可能在NP中。 重新措辞,以回应MCH的评论:但是,由于语法的某些特殊结构,可能会导致定义SAT的CSG的成员资格问题显示为NP,而不是因为我们已经知道它一定存在NP。


澄清:

这里预期的焦点是文法SAT这使得它能够通过一个n时间[聚(被识别的特殊特征)]机,而不是NSPACE [ Ñ ] DTIME [ 2 ø Ñ ]的约束。nn2O(n)

Landweber在1963年的论文中,定理3的证明是用线性有界自动机构造CSG的。(Kuroda提供了相反的方法,为任何CSG构造了一个线性有界自动机。)但是,Landweber的过程似乎并未产生SAT的特殊形式的语法:所有NSPACE [ ]识别器都以相同的通用方式处理。换句话说,不清楚SAT CSG为什么应该有NP成员资格问题,而不是PSPACE完整问题。我希望有一个更明确的构造,以某种基本方式使用SAT的NP-ness。n

也许更好,更精确的问题是:

  1. 有一个可以识别SAT的线性有界自动机,
  2. 从中可以提取CSG,
  3. 因此,由于语法的某些功能,CSG定义的语言是NP(不是因为我们已经知道它是NP)?

在随后的五个十年中,肯定有人尝试过这样做!由于找不到按照这些方式发布的任何内容,因此我很想了解为什么这种方法行不通,或者是我错过的工作指南。


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我不明白 您不能只是遵循证明并为SAT生成CSG吗?它是非建设性的吗?同样关于最后一句话,“可能是定义SAT的CSG的成员资格问题在NP中”,这在NP中,因为成员资格问题只是SAT,而在NP中。
MCH 2012年

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@MCH:感谢您的评论,希望编辑可以澄清问题。
安德拉斯·萨拉蒙

听起来这似乎是另一种表达方式,例如:存在基于SAT转换的NP时间(通常情况下与PSPACE相比)中的NP时间可识别的CSL / CSG。他们的“结构”有什么特别之处?将SAT转换为CSL / CSG可能会给出“提示”,但并非必需。给出更一般的标准。换句话说,给定任意的CSL / CSG,是否有一些标准表明它的识别实际上是在NP中?
vzn 2012年

Answers:


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尽管没有直接为SAT构建上下文相关的语法,但以下论文可能会有所启发。

WC回合,中级语言的识别复杂性,切换和自动机理论,1973,145-158 http://dx.doi.org/10.1109/SWAT.1973.5

Rounds的论文给出了一种识别SAT的单向非确定性堆栈自动机(1-NSA),然后显示了1-NSA(及其适当的超集,Aho的索引语法)的隶属度问题在NP中普遍存在。换句话说,SAT作为CSL /线性有界自动机非常特殊,因为它仅将内存用作堆栈。


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谢谢,正是我想要的!回合显示SAT是一种单向堆栈语言,一种索引语言和一种树换能器语言,给出了三种不同的语言理论理由来说明其特别之处。
安德拉斯·萨拉蒙

因此也许“足够”,但是尚不清楚这些条件是否必要(对于CSL / CSG识别是在NP中)。因此在我看来,您的一般问题可能没有得到太多研究。CSL / CSG似乎没有大量研究支持。
vzn 2012年

对此进行了进一步的思考。它通常以“识别较大的Y类语言实际上是较小的X类语言”的形式出现问题。对于Y = CFG和X = RLs(常规语言),该问题无法确定,请参见例如,此cfg是否定义了常规语言。因此,Y = CSL和X = NP总体上似乎也不确定。
vzn 2012年
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