Riduzione dal problema delle 3 partizioni al problema della partizione bilanciata


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Il problema 3-partizione chiede se un set di 3n interi può essere suddivisa in n gruppi di tre numeri tali che ogni insieme somme fino a un dato numero intero B . Il problema della partizione bilanciata chiede se 2n numeri interi possono essere partizionati in due set di cardinalità uguali in modo tale che entrambi i set abbiano la stessa somma. Entrambi i problemi sono noti per essere NP-completi. Tuttavia, 3-Partition è fortemente NP-completa. Non ho visto in letteratura alcuna riduzione da 3-Partition a Balanced Partition.

Sto cercando una riduzione (semplice) dal problema delle 3 partizioni al problema delle partizioni bilanciate.


Quindi vuoi una mappatura da istanze di 3 partizioni Bilanciate istanze di partizione? (la "meta-riduzione" nella stessa direzione cercherebbe una mappatura nell'altra.)
— Raffaello

Che cos'è la meta-riduzione?
— Mohammad Al-Turkistany,

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Sto cercando la riduzione del Karp del problema delle 3 partizioni al problema della partizione bilanciata. Spero sia chiaro
— Mohammad Al-Turkistany,

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Sono contento di riduzioni complesse.
— Mohammad Al-Turkistany,

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dal momento che è debolmente , probabilmente avrai bisogno di un trucco simile a quello sulla riduzione di 3SAT ad esso che utilizzerà numeri con molti bit. Vedi Sipser per esempio. E puoi sempre combinare la riduzione multipla per ottenere ciò che desideri, vedi questo . NP-hard
— Kaveh

Risposte:


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Ci sono migliaia di problemi NP-completi in letteratura e la maggior parte delle coppie non ha riduzioni esplicite. Dato che si riducono le riduzioni polinomiali di molti tempi, è sufficiente che i ricercatori si fermino quando il grafico delle riduzioni pubblicate è fortemente collegato, rendendo la ricerca sulla completezza NP un'attività molto più scalabile.

Anche se davvero non capisco il punto, ti umorizzerò dando una riduzione ragionevolmente semplice da 3-PARTITION a BALANCED PARTITION, con alcuni suggerimenti su come va la prova di correttezza.

Lascia che l'ingresso alla riduzione sia , un'istanza di 3-PARTITION. Verificare che Σ i ∈ [ 3 n ] x i = n B . Sia β un numero elevato da scegliere in seguito. Per ogni i ∈ [ 3 n ] e ogni j ∈ [ n ] , emettere due numeri x i β j + β n +x1,…,x3n,B∈Z∑i∈[3n]xi=nBβi∈[3n]j∈[n] Intuitivamente, il primo numero indica che x i è assegnato a 3 partizioni j e il secondo numero indica il contrario. Il termine x i β j viene utilizzato per tracciare la somma di 3 partizioni j . Il termine β n + j viene utilizzato per tracciare la cardinalità di 3 partizioni j . Il termine β 2 n + i viene utilizzato per garantire che ogni x i sia assegnato esattamente una volta. Il β (

xiβj+βn+j+β2n+i+β(i+4)n+jβ(i+4)n+j.
xijxiβjjβn+jjβ2n+ixi termine n + j viene utilizzato per forzare questi numeri in diverse partizioni bilanciate.β(i+4)n+j

Stampa altri due numeri Il primo numero identifica la sua partizione bilanciata come “vero” e l'altro come “falso”. Iltermine 1 viene utilizzato per forzare questi numeri in diverse partizioni bilanciate. Gli altri termini fanno la differenza tra la somma delle 3 partizioni e la somma di suo complemento e le dimensioni di un 3-divisorio e la dimensione del suo complemento e il numero di volte in cui x i è stato assegnato.

1+∑j∈[n]((n−2)Bβj+(3n−6)βn+j)+∑i∈[3n](n−2)β2n+i1.
1xi

dovrebbe essere scelto abbastanza grande da garantire che non si possa verificare un "overflow".β


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È difficile seguire / credere alla tua costruzione senza idee elaborate o prove. Potete per favore fornire almeno uno di entrambi?
— Raffaello

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Questo documento, Fast Balanced Partitioning è difficile anche su griglie e alberi , di Andreas Emil Feldmann contiene ciò che desideri! In bocca al lupo!

Creeremo un quadro generale per una riduzione da 3-PARTITION a diverse classi di grafici. Ciò sarà ottenuto identificando alcune proprietà strutturali che un grafico costruito da un'istanza di 3-PARTITION deve soddisfare, al fine di mostrare la durezza del problema -BALANCED PARTITIONING ...k


Questo documento non ha nulla a che fare con il problema che Mohammad ha chiesto. Questo riguarda il partizionamento dei vertici di un grafico rispetto alla riduzione al minimo del numero di spigoli tra le partizioni.
— domotorp,
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