Problemi NP-completi che ammettono un algoritmo efficiente con la promessa di una soluzione unica


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Recentemente stavo leggendo un bellissimo documento di Valiant e Vazirani che mostra che se , allora non ci potrebbe essere un algoritmo efficiente per risolvere il SAT anche con la promessa che sia insoddisfacente o che abbia una soluzione unica. Dimostrando così che SAT non ammette un algoritmo efficiente anche con la promessa che ci sia al massimo una soluzione.NPRP

Attraverso una riduzione parsimoniosa (una riduzione che preserva il numero di soluzioni), è facile vedere che la maggior parte dei problemi NP-completi (mi viene in mente) anche non ammettono un algoritmo efficiente anche con la promessa che ci sia al massimo una soluzione (a meno che ). Esempi potrebbero essere VERTEX-COVER, 3-SAT, MAX-CUT, 3D-MATCHING.NP=RP

Quindi mi chiedevo se ci fosse qualche problema NP completo che fosse noto per ammettere un algoritmo poli-tempo sotto una promessa di unicità.


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Questa non è una risposta molto buona, ma ci sono molti problemi NP completi le cui istanze hanno sempre zero o più di una soluzione. Considera ad esempio la colorazione del grafico 3; le soluzioni sono disponibili in gruppi di 6 poiché puoi sempre permutare i colori. Qualsiasi problema di questo tipo ha un algoritmo temporale polinomiale sotto la promessa di al massimo una soluzione. In particolare, se esiste al massimo una 3 colorazione, allora non può essercene alcuna e quindi l'algoritmo può semplicemente rifiutare.
Mikhail Rudoy,

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Il problema del ciclo hamiltoniano ammette un algoritmo temporale più rapido (ma ancora esponenziale) nell'ambito della promessa uniqness. Non sta rispondendo direttamente alla tua domanda, perché non è polinomiale, ma almeno questo è un problema con un comportamento diverso rispetto a SAT
ivmihajlin

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Come nel commento di Mikhail Rudoy, ​​testare l'esistenza di un ciclo hamiltoniano in grafici a 3 regolari è banale con un'ipotesi di unicità. Ogni fronte partecipa a un numero pari di cicli hamiltoniani, quindi non può essercene mai esattamente uno.
David Eppstein,

Risposte:


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Non è noto che nessun problema NP completo ammetta un algoritmo del tempo polinomiale sotto la promessa di unicità. Il teorema di Valiant e Vazirani si applica a qualsiasi problema NP completo naturale noto.

Per tutti i noti problemi NP-completi, vi è una riduzione parsimoniosa da 3SAT. Oded Goldreich afferma che "tutte le riduzioni note sono naturali NP- i problemi completi sono o parsimoniosi o possono essere facilmente modificati per esserlo ". ( Complessità computazionale: una prospettiva concettuale di Oded Goldreich ).


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