Uygulamada NP Zor Sorunlarının Zorluklarının Sıralanması


15

Bu soru başka bir yazı ile yakından ilgilidir: NP Zor Sorunlarda Faz Geçişleri ama biraz farklı. Bu soru NP zor problemlerinin belirli örneklerinin sertliği ile ilgili olsa da, bu aynı örneklerin zorluk derecesini sıralamakla ilgilidir .

Faz Geçişi olarak bilinen etki üzerinde birçok kaynakça vardır . Özellikle Konjonktif Normal Formda (CNF) rastgele 3-SAT formülleri söz konusu olduğunda, tüm r <R için formülün yüksek olasılıkla tatmin edilebileceği şekilde yan tümcelerin değişkenlere oranının R değerinin olduğu bilinmektedir. ve r> R için formül yüksek olasılıkla tatmin edilemez. Faz Geçişi etkisi R'nin yakınında gerçekleşir ve bu formüller için tatmin edilebilirlik problemini çözmenin pratikte son derece zor olması dikkat çekicidir.

Belirli bir sorunun NP sertliğini kanıtlamak için bir polinom zamanı olduğunu göstermek gerekir çünkü NP-tam bir problemin Turing-indirgeme ve NP-tamamlanmış problemler aralarında polinom zamanda dönüştürülebilir, doğal olarak şu soru ortaya çıkar:

Gösterge olarak 3-SAT CNF'nin Faz Geçişini kullanarak NP zor problemlerinin zorluğunu uygulamada sıralamak mümkün müdür ? Sezgi, eğer 3-SAT kodlaması R'ye (4.2'ye yakın olduğu bilinmektedir) yakınsa, bir problem P1'in P2'den daha zor olması beklenebilir. Bu fikrin, her bir örneği her zaman belirli bir zorlukla bağlaması gerekmediğini, sadece onları sıraladığını unutmayın.

Aralarında bir takım karşı argümanlar var:

  1. 3-SAT CNF formülünün Faz Geçişi rasgele formüllere uygulanır. Bununla birlikte, farklı bir problemdeki belirli bir örneğin, bu problem için çözücülerden yararlanabilecek bazı yapıları vardır - bu zaten Peter Shor tarafından yukarıda bahsedilen soruya işaret edildi.
  2. Sorunumuzdaki belirli örnekleri 3-SAT'a dönüştürmek için kullanılan belirli kodlamanın, yan tümcülerin yanıltıcı değerlere yol açan değişkenlere, dolayısıyla yanlış sınıflandırmalara orantılı olarak önemli bir rol oynadığı --- bu endişe Kaveh tarafından gündeme getirilir. bu sorunun yorumları.
  3. Serge (bu soruya yaptığı yorumdan anladığım kadarıyla), orijinal NP zor problemini yapay olarak karmaşık hale getirebileceği sorununu ortaya çıkarır, böylece tatmin edilebilirliği korurken cümlenin değişkenlere oranını değiştiren bir 3CNF formülü ile sonuçlanır.

1'e gelince, tüm problemler aynı düzenlilik sınıfını paylaşabilir, böylece sıralama problemleri (zorluğu karakterize etmek yerine) uygulanabilir; 2'ye gelince, Ünite Yayılımı kuralı için gereksiz olmadığı bilinen özel problemler vardır, böylece bunlar tercih edilmelidir ve belki de bu yanlış sınıflamalardan kaçınırlar. Bir öneri planlaması için Sideris ve ark., 2010'a bir örnek verilebilir . 3 için olduğu gibi, Cheeseman'ın vd., 1991 zaten sorunlar arasındaki eşleşmeler korumak hususu veya olmasın faz geçiş efekti olarak kabul edilir ve bunların ön deneyler bir orijinal NP problemi azaltır şartıyla ve hatta onların varsayım destekliyor gibi görünüyor " olabilir " hükümlere çözüm uygulanarak daha da azaltılabilir ".

Bunların hepsi sizin için anlamlı mı? bununla ilgili bibliyografik referansların farkında mısınız? Herhangi bir rehberlik büyük ölçüde kabul edilecektir!


Ben cevap bu bir almak için bir yol olsa da kullandığı SAT özel azaltma bağlı olacağını tahmin ediyorum.
Kaveh

5
Bir diğer karşı argüman, 3CNF formülüne her zaman çok seyrek veya çok yoğun bir tatmin edici ayrık bileşen ekleyebilmesidir; bu da, maddelerin değişkenlere oranını değiştirir ve memnuniyetliliğini korur.
Serge Gaspers

@Kaveh: Yorumlarınız için çok teşekkürler! Buradaki fikir, [Sideris ve ark. 2010]. Bunun işe yarayacağını iddia etmiyorum, ama yapılacak doğru şey gibi görünüyor. Soruyu yorumunuzla birlikte düzenledim. Tekrar teşekkürler!
Carlos Linares López

1
@Serge: iyi nokta Serge! [Cheesemann ve ark., 1991] problemler arasındaki eşlemelerin hem NP problemleri hem de P'deki problemler için faz geçiş etkisini koruyup korumadıkları sorusunu incelemişlerdir (örneğin, yapay olarak 3-SAT'a genişletildiklerinde NP olmadıklarını kanıtlamak için) ) ve sonuçları, belki Ünite Yayılımı kuralını uygulayarak bazı ön indirimlerle başlamaları şartıyla bu iddiaları desteklemektedir. Sorumu yorumlarınızla düzenledim. Çok teşekkürler!
Carlos Linares López

@all: soruma gösterilen ilgiden dolayı çok teşekkür ederim! Bu benim ilk sorum (ve kesinlikle gelecekte başkalarını göndereceğim). 24 saatten daha az bir sürede 125 ziyaret, 7 oy ve bir kişinin fav olarak işaretlediğini etkileyici buldum. Hepinize teşekkürler!
Carlos Linares López

Yanıtlar:


13

Bahsettiğiniz teknik engellerin bir şekilde aşılabileceği düşünülemez olsa da, şu anda bunu yapmak için çok az motivasyon olduğunu düşünüyorum, NP zorluğunun (en azından bildiğim kadarıyla) uygulamadaki problemler, ampirik olarak, 3-SAT faz geçişine yakınlıklarıyla çok az ilişkili gibi görünmektedir.

Bunu NP-zor problemlerini zorluk açısından sıralamak için diğer bazı yöntemlerle karşılaştırın: Uygulamada kolay olan NP-zor problemler ile yaklaşık olarak kolay tahmin edilebilen veya sabit parametre izlenebilir olan NP-zor problemler arasında bazı ampirik korelasyon vardır. (parametreli karmaşıklık anlamında). Ampirik gözlemleri kısmen açıklayan bu durumlarda uygun azaltma kavramları geliştirilmiştir. Bununla birlikte, halihazırda, uygulamada zor olan NP-zor problemlerinin çoğunun , faz geçişine yakın 3-SAT örnekleriyle yakın ilişkileri nedeniyle zor olduğuna dair ampirik bir gösterge yok gibi görünmektedir . Bu yüzden pratikte doğru görünmeyen bir şeyi "açıklamak" için bir teori geliştirmek çok mantıklı değildir.


2
Upvoted. NP zor problemlerin ampirik sıralamasına bir referansla ilgilenirim.
Aaron Sterling

Ayrıca oy verildi! Ancak Aaron olarak, NP zor problemlerin sıralamasıyla ilgili bazı referans önlüklerle de ilgileneceğim. Bana bir çift ver ve ben bu soruyu cevaplandı olarak mutlu bir şekilde işaretleyeceğim! (İçtenlikle konuşursak, hiç önlük referansı sağmasanız bile birkaç gün içinde yapacağım) Tekrar teşekkürler Timothy!
Carlos Linares López

1
W

Timothy !! Gerçekten çok teşekkürler !!! Bu önlük referansı sağlayan çok naziksiniz !! Çok teşekkür ederim!!
Carlos Linares López
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.