Come dimostrare che un problema NON è NP-Complete?


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Esiste una tecnica generale per dimostrare che un problema NON è NP-Complete?

Ho avuto questa domanda sull'esame che mi ha chiesto di mostrare se qualche problema (vedi sotto) è NP-Complete. Non riuscivo a pensare a nessuna soluzione reale, e ho appena dimostrato che era in P. Ovviamente questa non è una vera risposta.

NP-Complete è definito come l'insieme di problemi che si trovano in NP e tutti i problemi NP possono essere ridotti ad esso. Quindi qualsiasi prova dovrebbe contraddire almeno una di queste due condizioni. Questo problema specifico è effettivamente in P (e quindi in NP). Quindi sono bloccato con la prova che c'è qualche problema in NP che non può essere ridotto a questo problema. Come diavolo può essere dimostrato ??

Ecco il problema specifico che mi è stato dato all'esame:

Lascia che DNF sia l'insieme di stringhe in forma disgiuntiva normale . Sia DNFSAT il linguaggio delle stringhe di DNF che sono soddisfacenti con alcune assegnazioni di variabili. Mostra se DNFSAT è in NP-Complete.


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Se si potesse dimostrare che DNF-SAT non è completo di NP, ciò implicherebbe immediatamente quel , come hai dimostrato. Quindi, credo che la risposta che stavano cercando sia esattamente ciò che hai dato (e probabilmente dovevi supporre implicitamente che P N P ). Tuttavia, questa è una domanda molto fuorviante. PNPPNP
Scuotere il

Hai ragione, quindi capisco che questo problema è equivalente al problema di e una soluzione a uno risolve anche l'altro. P=NP
Senza titolo

Perché dici di dimostrare che DNFSAT è in P che "ovviamente questa non è una vera risposta"?
András Salamon,

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@ AndrásSalamon Presuppone che , che è un'affermazione non dimostrata. PNP
Senza titolo

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@Untitled: in realtà non assume P ≠ NP, vedi la mia risposta.
András Salamon,

Risposte:


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Sulla base dei commenti, sembra che tu voglia una risposta incondizionata.

Tuttavia, DNF-SAT è in L, assegnando variabili per soddisfare il primo disgiunto. Quindi se è NP-completo, quindi L = NP.

D'altra parte, se L = NP allora DNF-SAT è NP-completo sotto riduzioni di spazio logico, banalmente. (In effetti, se L = NP allora ogni problema in NP è NP completo con riduzioni dello spazio di log.)

Ne consegue che L = NP se DNF-SAT è NP completo con riduzioni dello spazio di log.

Quindi al momento non è possibile fare un'affermazione incondizionata che DNF-SAT non è NP-completo, come sembra voler fare. Non è necessario assumere P ≠ NP, ma la risposta deve essere subordinata a qualcosa, e L ≠ NP è l'ipotesi più debole possibile che garantisce il risultato desiderato.


Interessante. Quindi questo problema è equivalente al problema di . Potresti spiegare perché dici che L N P è un presupposto debole? L=NP=P=NPCLNP
Senza titolo

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Se allora ψ è più debole di ϕ . φψψφ
András Salamon,

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Un problema Q è NP completo se è sia NP- duro sia in NP. Ciò significa che devi confutare uno di questi due.

  1. Partendo dal presupposto che P NP, si può dare un algoritmo di tempo polinomiale solving Q . Più raro , supponendo che l'isomorfismo del grafico non sia NP-difficile, è possibile dimostrare che Q è il tempo polifunzionale riducibile all'isomorfismo grafico.QQ
  2. Dimostri che non è in NP. Questo è più difficile, e di solito devi usare altre ipotesi, come il non collasso della gerarchia polinomiale, che NP coNP o mostrare che è difficile per qualche altra classe superiore a NP, ad esempio mostrando che è NEXPTIME-difficile.Q

Di solito, la risposta è dare un algoritmo temporale polinomiale, che sarebbe il più semplice per DNF-SAT, ma ciò si basa sull'ipotesi che P NP. Tuttavia, dimostrare che DNF-SAT non è NP completo senza alcuna ipotesi implica, come sottolinea Shaull, dimostrando che P NP, quindi è un po 'più complicato.


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Entrambe le tecniche fornite si basano su una sorta di ipotesi non dimostrata. Pensi che potrebbe esserci un modo concreto (senza ipotesi) di risolvere un problema di questo tipo?
Senza titolo

Oh, e non intendevo questo problema specifico, perché, come affermato da Shaull, questo problema è ancora aperto. Intendevo dimostrare la completezza del coNP in generale.
Senza titolo

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@Untitled Probabilmente non volevi dire completezza coNP. Un modo per dimostrarlo è dal mio punto (2), dimostrando che il problema è NEXPTIME-hard. Sappiamo che NP NEXPTIME, quindi questo lo dimostrerebbe. Dimostrare che un problema Q è NEXPTIME difficile, significherebbe quindi che Q non può essere in NP e quindi non può essere NP completo. QQ
Pål GD,

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Secondo la gerarchia temporale non deterministica, potresti mostrare che il problema è -hard; come N PN E X P , è impossibile ridurre il problema in tempo polinomiale a qualsiasi problema in N P , quindi il problema non sarà in N P .NEXPNPNEXPNPNP

Tuttavia, se il tuo problema non è poi così difficile, potresti avere difficoltà a provare che non è in ; e se è in N P , sarete fatica a dimostrare che N P non è Karp-riducibile al problema senza assumendo che PN P .NP NPNPPNP


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Come nel caso di tutte le prove, non esiste una formula per provare un'affermazione, devi fare alcune congetture intelligenti, prove ed errori e spero che sarai in grado di dimostrare ciò che stai cercando di provare. Per dimostrare che un problema NON è NP-completo, negare la definizione (Legge DeMorgran), vale a dire dimostrare il problema NON in NP o provare il problema NON NP-Hard.


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Credo che ciò che il docente vuole davvero sia che tu possa distinguere i problemi che sono in P da quelli che sono NP-completi nel significato dato dal linguaggio puoi costruire un algoritmo efficiente? se sì, allora si sospetta di non essere NP-completo perché non pensiamo che le lingue in P siano NP-complete! altrimenti devi ancora dimostrare che il problema è NP-difficile!

si noti che esistono alcuni problemi che non conosciamo lo stato come l'isomorfismo grafico, il numero di factoring dato, ... pensiamo che questi problemi non siano NP-completi ma nessuno potrebbe dimostrarlo! in particolare abbiamo prove che l'isomorfismo grafico non è NP-completo! l'altro problema è la congiuntura del gioco unica che sospettiamo che il gioco unico sia NP-completo ma non esistono prove! quindi l'approccio che hai descritto non è utile!

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