セットパッキングと同様の問題


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セットのファミリーに電話する F={S1,,Sk} 各セットの場合「多様」 SiF少なくとも1つの一意の要素があります。最大の多様なセットを見つけるための可能なアプローチは何ですかS セットの家族で F

1つのアプローチは、変更されたセットパッキング問題を解決することです。と思いますF={S1,,Sk}。しましょうK 要素のサブセットである KSi、そして FK={S1K,,SkK}。次に、最大多様セットS から得られる最大の最大集合パッキングに対応 FL どこ L のすべての非固有要素のセットです F

しかし、選択するための良いヒューリスティックは何ですか K?それとも、より良いアプローチがありますか?


ようこそ!ベースセットは有限ですか?
ラファエル

1
最小限のセットを要求していることに注意してください S その結果、 FSサブセット関係の下のアンチチェーンです。
Nicholas Mancuso 2012

回答:


2

問題はNP完全です。これにより、すべての状況で機能する正確なアルゴリズムは除外されますが、実際に適切に機能するヒューリスティックアルゴリズム、または証明可能な近似が保証されている近似アルゴリズムは除外されません。

3SATからの削減です。3SATインスタンスがある場合ϕ 変数あり x1,,xn と条項 ϕ1,,ϕm、以下のセットシステムを構築します。各変数についてxi 2セットあります Ai,0 そして Ai,1 そして N=n+1 セット Bi,t={βi,t,0,βi,t,1}、および各句 ϕj セットがあります Cj={γj,1,γj,2,γj,3}。セットAi,b 次の要素で構成されています。

  • N+1 要素 αi,βi,1,b,,βi,N,b
  • 各条項について ϕj 含む xi として k第リテラルとされていないことで満足xi=b、要素 γj,k

見つけることができます n(N+1)+m 多様なセットは ϕ満足です。確かに、満足のいく割り当てが与えられたx、 家族 {Aixi:i[n]}{Bi,t:i[n],t[N]}{Cj:j[m]} 多様です: αi のみに属します Aixiβi,t,1xi のみに属します Bi,t、そして kのリテラル ϕj 次に満足しています γj,k のみに属します Cj

逆の場合は、 S=ABC 少なくともサイズの多様な家族です n(N+1)+m、セットのタイプに応じて分割されます。もしA 両方を含む Ai,0 そして Ai,1 いくつかのための i、その後 Bi,1,,Bi,NB。したがって|S|2n+(n1)N+m<n(N+1)+m、それは不可能です。したがってB そして C 対応するタイプのすべてのセットを含む必要があります。 A 含まれている必要があります n セット、割り当てを一緒にエンコードする x。以来CjS 多様で、構造によって割り当て x 句を満たす ϕjしたがって、 ϕ 満足です。

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