サブセット間の要素の数がサブセットの数<=になるように、サブセットの最小のコレクションを見つけるのは難しいですか?


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(は固定されていません)の空でないサブセットのコレクションが与えられた場合、問題は、サブセットの最小の空でないコレクションを見つけて、サブセットの和集合は、選択されたサブセットの数以下です。これはNPの難しい問題のようですが、証明できません。何か助けは?{1,2,,N}N


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何を試しましたか?どこで行き詰まりましたか?これがNP困難であると信じる根拠は何ですか。
ZeroUltimax 2014

@ZeroUltimax set-coverなどのことを考えましたが、すべての文字が表示されるように最小数の文字列を見つけることを意味します。私もクリーク問題との関係を考え出そうとしましたが、そこでも行き詰まりました。これがNP困難であると私が思う理由は、多項式時間アルゴリズムを考え出して失敗したことです。また、誰かがStackOverflowに同様の質問を投稿し、高速アルゴリズムを要求したところ、得られたのはブルートフォースと整数プログラミング。
user2566092 14

この質問は文字列とは何の関係もないようです。各文字列の文字の順序は関係ないので、これを集合についての質問として扱うことができます。それに応じて質問を編集することをお勧めします。何を試しましたか?セットのセットに関連するNP完全な問題のリストを見てみましたか?
DW

@DW私はあなたの提案ごとにセットについて質問を変更しました。はい、セットとクリークに関する質問を見ましたが、行き詰まりました。誰かがクリークを含む解決策を持っているようです、私はまだそれをチェックしています。
user2566092 14

回答:


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これはコメントには長すぎますが、実際には完全な回答ではありません。

レッツ再定式化問題二部グラフのようにわずかに設定と、 1つの頂点の集合および部分集合の集合として(言う)頂点の他のセットと、の間のエッジに及び IFF。頂点の任意のセットのためにで、定義近傍であることがでにおけるすべての頂点の、すなわち、セット-に少なくとも1つの頂点に隣接する。G{1,2,,N}=XYiXJYiJWYN(W)WGXW

次に、問題は、ような最小サブセットを見つけるように求めます。ただし、基準を少し変更すると、、我々はとの間のマッチングが存在しない場合だけ、このようなサブセットが存在することがわかりとカバー、それはとまったく同じであるため、ホールの結婚定理WY|N(W)||W||N(W)|<|W|XYY

そのようなマッチングは多項式の時間で見つけることができるので(例:Hopcroft-Karpを介して)、このバージョンの問題はおそらく比較的簡単であると思いますが、2部構成の標準アルゴリズムかどうかとその方法を理解するために、さらに作業を行う必要がありますマッチングにより、これらの欠損セットが明らかになり、最小限の欠損セットも簡単に取得できるかどうかがわかります。さらに、問題の元のバージョン(を許可)がこの変更されたバージョンよりどれほど難しいかは、すぐにはわかりません。|N(W)|=|W|


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クリークから減らすことができます。各頂点のセットを作成します。各n-1要素は他のn-1頂点に対応し、セットuのvの要素はセットvのuの要素と等しくなります(ただし他の要素とは等しくありません)。 {u、v}はエッジであり、それ以外の場合は一意の要素です。次に、サイズkのクリークがある場合に限り、k(nk)+ k(k-1)/ 2要素を一緒に含むk個の文字列を選択できます。次に、同じ要素を含む1要素セットの正しい数を追加するだけでよいので、選択されたセットと収集された要素の数は同じになります。


これは機能しません。1要素のセットがある場合、そのセットだけを選択することが常に最適なソリューションになります。
FrankW 2014

そう、小さなソリューションを回避することは問題です。私はそれについて考えていませんでした。
FalkHüffner、2014
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