Questions tagged «np-hardness»

有关NP硬度和NP完整性的问题。

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号码划分特殊情况的NP硬度
考虑以下问题, 给定一组正数{ 一个1,... ,一个Ñ }其中ķ ≥ 3是一个常数,我们要分区的集成米 大小的子集ķ,使得每个子集的总和的乘积被最大化。n=kmn=kmn = k m{a1,…,an}{a1,…,an}\{ a_1, \dots, a_n \}k≥3k≥3k \ge 3mmmkkk 除了我们对每个分区中的数字数量有限制外,该问题与众所周知的数分区非常相似。对于k = 2,可以提出以下简单多项式算法,mmmk=2k=2k = 2 假定数字进行排序,即, 。然后,对于我≤ 米分配一个我 的子集我,为我> 米,将其分配给所述子集Ñ - 我+ 1。a1<a2<...<ana1<a2<...<ana_1mn−i+1n−i+1n−i+1 不难看出该算法为何起作用。只需选择两个任意垃圾箱即可。数字上的任何交换都不会增加产品的数量。 但是对于较大的,我想知道问题是否可以在多项式时间内解决?如果有人能证明它是np硬度,我也将很感激。kkk 注意:我在处理无线网络中的调度问题时遇到了问题。我找到了一种很好的启发式算法来解决该问题。但是过了一会儿,我认为这个问题可能在理论上很有趣。

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NP硬问题
这个问题类似于树上的NP难题: 在笔迹上有很多可以解决的NP完全问题。仅限于抄本时,是否存在任何已知问题仍可以使NP完整? 更准确地说,我对输入仅由无向,无权cograph组成的示例感兴趣。 两句话: 对于加权cograph,这里提到了一个问题-带有两个旅行者的TSP 字样是集团宽度的“基类”,例如树木是树宽度的基类。 更新 还有一些进一步的想法(我不太确定):如果输入内容实际上只是一个cograph,则问题必须为“ cograph是否具有属性X?”。如果树存在这样的问题就足够了,因为从那时起,问题可能是“ cograph的cotree是否具有属性X?”。

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将立方图边缘划分为爪和路径
同样是一个边缘分割问题,我的前一个问题引起了我对其复杂性的好奇。 输入:三次曲线图G = (V,E)G=(V,E)G=(V,E) 问题:是否有一个分区成ë 1,ë 2,... ,Ë 小号,使得由每个导出的子图ë 我可以是一个爪(即ķ 1 ,3,经常称为星形)或3 -path (即P 4)?ËEEË1个,E2,… ,EsE1,E2,…,EsE_1, E_2, \ldots, E_sË一世EiE_iķ1 ,3K1,3K_{1,3}333P4P4P_4 我想我有一天看过一篇论文,证明该问题是NP完全的,但现在找不到了,而且我不记得该结果是否适用于三次图。关于一个相关的问题,我知道将二分图边缘分割为爪是NP完全的(请参见Dyer和Frieze)。是否有人对我描述的问题或相关的问题有参考(即,在另一个图类上存在相同的问题,然后我可以尝试将其简化为三次图)?

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针对DAG的定向NP难题
树宽用于衡量图形与树的接近程度。在有界树宽的图上,几个NP难问题是可解决的。如果问题仍然困扰着树,那么树的宽度就无法挽救我们。这是我以前的问题之一的动机,该问题要求在树上进行NP难题。 有几种树宽的有向版本,用于测量有向图与有向无环图(DAG)的接近程度。在DAG上仍难解决的哪些定向问题是什么?一个有针对性的问题是必须使用边缘的方向。例如,哈密顿路径是有向的问题,而顶点覆盖不是。我上一个问题的答案之一给出了产生难以解决的问题的一般方法。DAG有这样的配方吗?

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将P对NP降低为SAT
以下问题使用了密码学应用于复杂性理论的思想。就是说,这是一个纯粹的复杂性理论问题,不需要任何加密知识即可回答。 我特意非正式地写了这个问题。缺少细节,可能说得有些不对。请随时指出您的答案中的更正。 在以下论文中: 不可篡改的密码术,Danny Dolev,Cynthia Dwork和Moni Naor,SIAM Rev. 45,727(2003),DOI:10.1137 / S0036144503429856, 作者写道: 假设研究者A已获得P≠NP的证明,并希望将此事实告知B教授。为了保护自己,A以零知识的方式证明了她对B的主张... 存在几个标准的NP完全问题,例如可满足性(SAT),图汉密尔顿性和图3色性(G3C),这些问题存在零知识证明。证明任何NP定理的标准方法是首先将其简化为上述NP完全问题的一个实例,然后进行零知识证明。 这个问题与这种减少有关。假定以下列任何一种方式结算P对NP: P = NP P≠NP P vs. NP独立于标准公理集理论。 令σ表示证明。然后,P vs. NP是用NP语言编写的(因为有简短的证明)。从定理(例如P≠NP)到NP完全问题(例如SAT)的约简与σ无关。那是: There exists a formula ϕ which is satisfiable if and only if P ≠ NP. 这是我无法想象的!看来,即使给了证明σ,也不太可能构造这样的公式ϕ。 有人能对此有所启示吗? 另外,令L为P与NP所处的NP语言。该语言由任意大小的无穷多个定理组成,例如P vs. NP。 L的候选人是什么? L可以是NP完全的吗?

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确定可以通过非交换组元素的置换来实现
固定有限群。我对以下决策问题感兴趣:输入是某些元素,它们具有部分顺序,而问题是,是否存在满足该顺序的元素的排列,并且该排列是否满足order产生组的中性元素。摹èGGGGGGËËe 形式上,检验问题如下,其中组是固定的:GGGGGG 输入:有限的部分有序集,具有从到的标记函数。μ P ģ(P,&lt; )(P,&lt;)(P, <)μμ\muPPPGGG 输出:是否存在的线性扩展(即,总阶使得对于所有,表示),从而写出的元素遵循总顺序为,我们有。(P ,&lt; ')X ,ÿ ∈ P X &lt; ý X &lt; ' ý P &lt; ' X 1,... ,X Ñ μ (X 1)&CenterDot;&⋯ &CenterDot;&μ (X Ñ)= ÈPPP(P,&lt;′)(P,&lt;′)(P, <')X ,ÿ∈ PX,ÿ∈Px, y \in Px &lt; yX&lt;ÿx < yx &lt;′ÿX&lt;′ÿx <' yPPP&lt;′&lt;′<'X1个,… ,xñX1个,…,Xñx_1, \ldots, x_nμ …

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这种语言属于哪个复杂度类别?
我在考虑这种语言属于哪一类: 是图,是自然数,是的色数ķ ķ ģ }大号= { ⟨ ģ ,ķ ⟩ | G ^大号={⟨G,ķ⟩∣GL =\{ \langle G,k \rangle \mid G ķķkķķkG }G}G\} 我认为为(1)“没有k-1种颜色的着色”和(2)“有种颜色的着色”。现在,(1)是coNP且(2)是NP完全的,因此我假设该语言既不在NP中也不在coNP中,但是我没有找到它属于哪个类。任何帮助都将受到欢迎。ķ大号大号Lķķk 谢谢

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关于P与NP的可证明性
首先,我对Gödel不完全性定理(一般来说是形式逻辑)的理解非常幼稚,我对理论计算机科学的了解(意味着我还在读本科时只修了一个研究生课程),所以这个问题可能是很天真。 据我所知,P对NP的可证明性是一个未解决的问题。 现在: 哥德尔的第一个不完全性定理指出,有些陈述是正确的,但不能证明也不能证明。 如果找到一个NP完全问题的多项式解,则证明P = NP。 因此,假设P = NP是不可证明的: 这意味着找不到NP完全问题的多项式解的例子(否则,这将是一个证明)。 但是,如果找不到关于NP完全问题的多项式解的示例,则意味着P = NP是错误的(证明这一点,意味着该陈述是可证明的),这导致了矛盾,因此P = NP应该是可证明的。 这听起来像是我对P = NP的可证明性的证明,但是我认为这很可能是由于我对所涉及的逻辑主题缺乏理解。谁能帮我了解这有什么问题吗?


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带有数值数据的强NP难问题列表
我正在寻找解决NP问题的方法。到目前为止,我发现了以下问题: 3分区问题 装箱问题 数值3维匹配 TSP 没有数值数据的任何NP完全问题,例如,可满足性,哈密顿循环,三色性。 有谁知道一个强烈的NP难题的清单? 如果没有,让我们在这里构建一个。您是否知道其他对NP有严格要求的数值数据问题? 我对加权图上的强NP难问题特别感兴趣。

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NP完整性/硬度是否必须具有建设性?
是否有任何具有以下属性:L∈NPL∈NPL\in {\bf NP} 已知的是,意味着P = Ñ P。L∈PL∈PL\in {\bf P}P=NPP=NP{\bf P}={\bf NP} 没有(或其他一些N P完全问题)到L的多项式时间Turing约简。SATSATSATNPNP{\bf NP}LLL 换句话说,如果对于一个多项式时间算法意味着崩溃Ñ P到P,然后是有必要的是这种“一般硬度” 大号为Ñ P必须以某种方式Ç ö Ñ 小号吨ř ü Ç 吨我v ë,从某种意义上说,S A T必须通过某些特定的还原反应才能还原为L?LLLNPNP{\bf NP}PP{\bf P}LLLNPNP{\bf NP}constructiveconstructiveconstructiveSATSATSATLLL

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寻找运算符满足布尔变量NP列表的问题是否完整?
这类似于SAT,除了我们知道每个变量的赋值,但不知道任何布尔运算符的赋值。在那种情况下,是否找到每个运算符的赋值,以便表达式对给定的布尔值求值是一个NPC问题? 实际上,我想知道是否找到算术运算符的分配来满足整数算术表达式(例如 = 10)是否完成了NP?1 11 ö p 1op1op_1 3 33 ö p 2op2op_2 7 77 ö p 3op3op_3 ö p 4op4op_4

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固定直径图的3-Clique分区
3-Clique分区问题是确定图的顶点(例如)是否可以划分为3 个clique的问题。通过简单地减少三色性问题,可以解决该问题。不难发现,当直径(G )= 1或直径(G )&gt; 5时,此问题的答案很容易。当直径(G )= 2时,通过简单地将其自身减小(给定图G,添加一个顶点并将其连接到所有其他顶点),问题仍然是NP-困难的。GGG直径(G)=1diam(G)=1\textrm{diam}(G) = 1直径(G)&gt;5diam(G)&gt;5\textrm{diam}(G) > 5直径(G)=2diam(G)=2\textrm{diam}(G) = 2GGG 这是什么问题的用于图形的复杂性与为3 ≤ p ≤ 5?直径(G)=pdiam(G)=p\textrm{diam}(G) = p3 ≤ p ≤ 53≤p≤53\le p \le 5

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(可能是简洁的)Nurikabe的复杂性是什么?
Nurikabe是一个基于约束的网格填充难题,与Minesweeper / Nonograms大致相似;将数字放置在网格上,该网格将为每个像元填充开/关值,每个数字指示该大小的已连接“上”像元的区域,并对“关闭”像元的区域(必须连接并且不能包含任何连续的2x2区域)。Wikipedia页面具有更明确的规则和示例难题。 通常,这类难题往往是NP完全的,Nurikabe也不例外。之所以将它们归类为NP,是因为解决方案本身是该问题的(多项式可验证的)见证。但是,与大多数类似的难题不同,Nurikabe实例可能很简洁:网格上的数独要求给定值是可解的(如果提供的给定值少于,那么就无法区分缺失的值符号),非图显然需要为每一行或每一列至少提供一个给定值,并且Minesweeper必须在至少以上的单元格中具有给定值,否则将不存在给定的单元格(因此无法确定其状态)。但是,尽管Nurikabe难题的存在必须总结为n×nn×nn\times nΘ(n)Θ(n)\Theta(n)n−1n−1n-11161161\over16Θ(n2)Θ(n2)\Theta(n^2),可能有每个大小,因此位可能足以指定大小为的Nurikabe拼图-或取反,位可能足以指定一个大小为Nurikabe的Nurikabe实例,这意味着唯一的保证是问题出在NEXP上。O(1)O(1)\mathrm{O}(1)Θ(log(n))Θ(log⁡(n))\Theta(\log(n))nnnkkkkkk 不幸的是,我发现Nurikabe硬度的证明都使用了给定大小的构造,因此它们的实例是网格大小的多项式,而不是对数,因此我不能排除所有可解的问题。 “简洁”的Nurikabe拼图具有其他结构,因此解决方案的描述和验证同样简洁。例如,我知道的一个例子中有2个给定大小的谜题,会导致打开和关闭单元格的区域,每个区域都是Θ(n2)Θ(n2)\Theta(n^2)Θ(n2)Θ(n2)\Theta(n^2)O(1)O(1)\mathrm{O}(1)矩形等,因此对它们的描述很简洁。有没有人知道除了基本的NP完整性结果之外,还针对此难题进行的其他研究,尤其是对于可能简洁的案例的进一步复杂性结果吗? (注意:这最初是在math.SE上提出的,但目前还没有任何答案,这似乎是该网站的适当研究水平)

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给定基数的最小权重子森林
这个问题是由关于stackoverflow的问题引起的。 假设您在节点(标记为)上得到了根树(即,有一个根并且节点具有子节点等)。TTTnnn1,2,…,n1,2,…,n1, 2, \dots, n 每个顶点都有一个关联的非负整数权重:。iiiwiwiw_i 此外,还给您一个整数,使得。kkk1≤k≤n1≤k≤n1 \le k \le n 一组节点的权重是节点的权重之和:。W(S)W(S)W(S)S⊆{1,2,…,n}S⊆{1,2,…,n}S \subseteq \{1,2,\dots, n\}∑s∈Sws∑s∈Sws\sum_{s \in S} w_s 给定输入,和,TTTwiwiw_ikkk 的任务是找到一个最小重量子森林*,中,使得 具有完全相同节点(即)。SSSTTTSSSkkk|S|=&gt;k|S|=&gt;k|S| = > k 换句话说,对于任何subforest的,使得,我们必须有。S′S′S'TTT|S′|=k|S′|=k|S'| = kW(S)≤W(S′)W(S)≤W(S′)W(S) \leq W(S') 如果每个节点的子节点数是有界的(例如,二叉树),则存在使用动态规划的多项式时间算法。 我觉得这对一般树木来说是NP-Hard,但我还找不到任何参考/证明。我什至看过这里,但找不到可能有帮助的东西。我觉得即使您限制,这仍将是NP-Hard (这可能更容易证明)。wi∈{0,1}wi∈{0,1}w_i \in \{0,1\} 看来这应该是一个经过充分研究的问题。 有谁知道这是否是NP-Hard问题/是否存在已知的P时间算法? *的子森林是树的节点的子集,因此,如果,则所有子代也都在。(即,它是的根子树的不交集并集)。TTTSSSTTTx∈Sx∈Sx \in SxxxSSSTTT PS:如果事实证明我错过了明显的事情,而这个问题确实是题外话,请原谅我。

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