巨大な指数/定数を持つ多項式時間アルゴリズム


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(入力長+出力長)で多項式時間で実行されるが、同じメジャーでの漸近的な実行時間は本当に巨大な指数/定数(少なくとも、実行時間の証明された上限はそのような方法)?


3
mathoverflow.net/questions/65412:「big-Oまたはより正確にはbig-thetaに関して最悪の既知のアルゴリズム」を参照してください。そこで答えを投稿しました。
— ジョセフ・オルーク

4
そこの接続のためのReingoldのLOGSPACEアルゴリズム(参照だ、それは時間複雑だに関する質問は)、しかし、あなたは...ここに意味それは意味で賢明だ疑い
— ヤンネH. Korhonen

1
@ジョセフORourke:私は今私の机の上に「脂肪長方形」紙を持っています!
— アーロンスターリング

3
が正規計算(動的プログラミングはそれをポンプ)であり、Iは、のようなものとして、会議のバージョンでそれを含まジョーク、ジャーナル・バージョンで除去ジョーク。n42
— ジョセフ・オルーク

9
完全なグラフの認識はO(|V(G)|9)にあり、これを改善するには突破口が必要と思われます。
— アンドラスサラモン

回答:


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規則性補題に基づくアルゴリズムは、ひどい定数を持つ指数時間アルゴリズムの良い例です(指数またはリーディング係数として)。

Szemerediの規則性補題は、頂点の任意のグラフで、頂点をセットのペア間のエッジが「疑似ランダム」であるセットに分割できることを示しています(つまり、十分に大きいサブセットの密度はランダムグラフの密度のように見えます) 。これは非常に優れた構造であり、結果としてパーティションを使用するアルゴリズムがあります。問題は、パーティション内のセットの数が、疑似ランダム性のパラメーターの指数タワーであることです(http://en.wikipedia.org/wiki/Szemer%C3%A9di_regularity_lemmaを参照)。n

規則性補題に依存するアルゴリズムへのリンクについては、たとえば、http: //www.cs.cmu.edu/~ryanw/regularity-journ.pdfを参照してください。


2
いい視点ね!ただし、指数関数の塔の対応する下限がある計算上の問題を認識していません。ガワーズは規則性補題自体のこのような下限を証明しましたが、私はそれが適用される計算上の問題を知りません。
— arnab

3
私はこの論文(中Chazelleによって記述群がったアルゴリズムと信じarxiv.org/abs/0905.4241が)補数のタワーです(つまり下限を持っている)、最適な収束持っている
— スレシュヴェンカト

最近の論文(eccc.hpi-web.de/report/2014/018)で、O()表記で隠された巨大な定数を持つ(算術)規則性補題を使用する他のアルゴリズムをいくつか示しています。
— arnab 14年


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以下は、Jason H. Cantarella、Erik D. Demaine、Hayley N. Iben、James F. O'Brien、SOCG 2004による、リンクを開くためのエネルギー駆動型アプローチからの 2つのスクリーンショットです。

結果1.アルゴリズムのステップ数は最大$ 1752484608000 n ^ {79} L ^ {25} / D ^ {26}(\ Theta_0)$です。

結果2.アルゴリズムのステップ数は最大$ 117607251220365312000 n ^ {79}(\ ell _ {\ max} / d _ {\ min}(\ Theta_0))^ {26} $]


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定数はの力よりもはるかに印象的です:)n
— Suresh Venkat

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これは巨大な指数と巨大な定数を持つアルゴリズムです...
— シェンロン-志チャン張顯之

5
同じことが、Bubblesortにも当てはまります。
— ラファエル

1
これらの境界はどのくらいタイトですか?
— 最大14

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これは、エリック・D・デメイン、マーティン・L・デメイン、ヤー・N・ミンスキー、ジョセフ・S・B・ミッチェル、ロナルド・L・リベスト、ミハイ・パトラススクによるFUN 2012紙のピクチャーハンギングパズルの最近の結果です。

n本の釘の周りにロープを巻き、多項式のねじれを作ることにより、写真を吊るす方法を示します。これにより、n本の釘のうちk個が削除されるたびに写真が落下し、k本未満の釘が削除されると写真がハングしたままになります。

「多項式数」にだまされないでください... ことがわかります。O(n43737)


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それは(618)#AKS分類ネットワークのゲート
— ゲート

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解を計算するのが難しい問題のクラスが存在しますが、任意の定数ε に対して(1 + ϵ )以内に解を近似できる多項式時間アルゴリズムがあるという意味で、任意の精度に近似するのは簡単です 0しかし、キャッチがあります:approximatorsの実行時間がに依存してもよい1 / ε、かなりひどくなどを、可能O (nは1 / ε)。(1+ϵ)1/ϵO(n1/ϵ)

:ここではより多くの情報を参照してくださいhttp://en.wikipedia.org/wiki/Polynomial-time_approximation_schemeを。



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場合平板モーダル又はsuperintuitionisticロジックで、その後の拡張フレーゲと置換フレーゲプルーフシステムLは、(これはで定理5.10である多項式等価であり、多項式忠実に解釈古典EFで本稿鉱山の)。指数C多項式シミュレーションを明示的定理5.10に記載されているが、定理の誘導証明を与えるされていないC = 2 O (| F |)、Fが生成有限のクリプキフレームであるLが、それはのように巨大であることができるので、必要に応じて、ロジックに応じて。(定理5.20では悪化します。)LLcc=2O(|F|)FL


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マップグラフ(平面グラフの一般化)を認識するための現在最もよく知られているアルゴリズムは、実行されます。ソープ、多項式時間でグラフをマップします。n120

Arrow-Debreu市場の均衡の計算には、最大フロー計算が必要です。ここで、Uは最大効用です。Duan、Mehlhorn、線形矢印デブリュー市場向けの組み合わせ多項式アルゴリズム。O(n6ログ⁡(nうん))うん


リンクをたどるとIEEEからエラーが発生しますが、ThorupのFOCS'98論文「Map graphs in Polynomial Time」を参照していると思います。
— デビッドエップスタイン

1
私はその紙を意味し、それは私のためにうまくロードされます。
— adrianN

U.からの私のための作品
— スレシュヴェンカト

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砂山過渡問題

次のプロセスを検討してください。厚いタイルを取り、その上に砂粒を一粒ずつ落とします。ヒープが徐々に蓄積し、その後、砂の大部分がタイルの端から滑り落ちます。砂の粒子を追加し続けると、ある時点の後、ヒープの構成が繰り返されます。その後、構成は繰り返し行われます。つまり、以前に見られた状態を再訪し続けます。

上記のプロセスについて次のモデルを検討してください。タイルをグリッドとしてモデル化します。砂の粒子は、このグリッドの頂点にドロップされます。頂点のパーティクルの数が次数を超えると、頂点が崩壊し、その中のパーティクルが隣接する頂点に(カスケード方式で)移動します。境界の頂点に到達した砂の粒子は、シンクに消えます(「落ちる」)。これはAbelian Sandpile Modelとして知られています。n×n

問題:砂の粒子を落とすための最悪のアルゴリズムを想定して、に関して構成が再発するのにどれくらい時間がかかりますか?n

ではSODA '07、ラスズロ・ババイとイゴールGorodezkyは多項式有界するために、この時間を証明したが、..

ここに画像の説明を入力してください

でSODA '12、アユシュChoure及びサンダーVishwanathanは、このバウンドを改善。O(n7)

この答えは、改善のためでなければ少し良く見えるでしょう:)


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「凸の頭蓋骨」の問題は、与えられた単純な多角形の中に最大面積の凸多角形を見つけることです。この問題で知られている最速のアルゴリズムは、時間で実行されます[Chang and Yap、DCG 1986]。O(n7)







-3

O(2n)n(n1)(n2)(n3)O(nc)c(nc)cP≠NP

[1] マトリックス剛性の計算に関する質問


2
kを増やすために、サイズkのすべてのセットを列挙して最大クリークを見つけることと、これが(たとえば)どのように異なるかはわかりません。各ステップは、固定kのp時間でもあります。
— Suresh Venkat

はい、非常に似ており、NPセットのハートマニス同型予想を思い出させます。同型の推測は、(現在のコンセンサス/通念が寄りかかっているようだ)真でない場合であっても、また、徹底的な探索を必要とするように思われる、NPのセットは、いくつかの類似した性質を持っているが、おそらくやや弱いようだ
— vzn

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cO(nc)(nc)P≠NP


2
1.指数をわずかに改善する(単純な)アルゴリズムがあります。2.これは、ETHがNPに等しくないPよりも強いのと同様に、NPに等しくないPよりもはるかに強力なステートメントです。このようなアルゴリズムは、OPが徹底的な検索タイプのアルゴリズムに関心がないように思われるため、指摘されていないと思います。
— サショニコロフ

5
cncO(c)

5
k>2 k2sknsk>0

6
k2k⋅nkk2O(k)⋅n

5
2O(n)2O(n)
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