タグ付けされた質問 「polynomial-time」


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多項式時間で正確または近似的に解くことができる数学プログラムのクラスは何ですか?
私は、どのタイプの(連続)数学プログラム(MP)を効率的に解くことができ、どのタイプはできないかについて、連続最適化の文献とTCSの文献にかなり混乱しています。継続的最適化コミュニティは、すべての凸型プログラムを効率的に解くことができると主張しているようですが、「効率的」の定義はTCSの定義と一致しないと思います。 この質問はここ数年私を悩ませており、明確な答えを見つけることができないようです。多項式時間で正確に解くことができるMPのクラス、およびその手段によって、これを一度解決するのに役立つことを願っています。そして、多項式時間で正確に解けないMPの最適解を近似することについて何が知られていますか? 以下に、この質問に対する不完全な回答を示しますが、これは一部の場所でも間違っている可能性があります。そのため、間違っている箇所を確認して修正してください。また、答えられないいくつかの質問も述べています。 楕円体法または内点法を実行し、その後、丸め処理を実行することにより、線形計画法を多項式時間で正確に解くことができることは誰もが知っています。線形プログラミングは、「分離オラクル」を提供できる限り、任意の超大量の線形制約を持つLPファミリーに直面する場合、変数の数の時間多項式で解くことさえできます。 、そのポイントが実行可能かどうかを決定するか、実行可能なポイントの多面体からポイントを分離する超平面を出力します。同様に、これらのLPの双対に分離アルゴリズムを提供する場合、任意の超大量の変数を持つLPファミリーに直面するときの制約の数における時間多項式の線形計画法。 楕円体法は、目的関数の行列が正(半?)定である場合に、多項式時間で2次プログラムを解くこともできます。私は、分離オラクルのトリックを使用することにより、信じられないほどの数の制約を処理している場合、これを行うこともできると考えています。本当? 最近、半正定値プログラミング(SDP)は、TCSコミュニティで多くの人気を得ています。内点法または楕円法を使用して、任意の精度でそれらを解決できます。平方根を正確に計算できないという問題のために、SDPは正確に解決できないと思います。(?)SDP用のFPTASがあると言ったら正しいでしょうか?私はどこでもそれを述べたことを見なかったので、それはおそらく正しくない。しかし、なぜ? LPとSDPを任意の精度で正確に解くことができます。他のクラスの円錐プログラムはどうですか?楕円法を使用して、2次コーンプログラムを任意の精度で解くことができますか?知りません。 楕円体法を使用できるMPのクラスはどれですか?このようなMPは、任意の精度まで答えを与えるためにどのような特性を満たす必要があり、多項式時間で正確な解を得るためにどのような追加の特性が必要ですか?内点法についても同じ質問です。 ああ、そして最後に、コンティニュアスオプティマイザーが凸プログラムを効率的に解くことができると言っているのはなぜですか?凸プログラムに対する任意精度の答えが多項式時間で見つかるのは本当ですか?そうではないので、「効率的」の定義はどの面で私たちのものと異なるのでしょうか? どんな貢献でも大歓迎です!前もって感謝します。

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行列のセットのスパンに置換行列が含まれているかどうかを判断する多項式時間アルゴリズムはありますか?
特定の行列セットのスパンに置換行列が含まれているかどうかを判断する多項式時間アルゴリズムを見つけたいと思います。 この問題が別の複雑度クラスのものであるかどうかを誰かが知っている場合、それは同じように役立ちます。 編集:私はこのような問題が線形計画法でタグ付けされました。そのような解決策が存在する場合、それは一種の線形計画法アルゴリズムであるという強い疑念があるからです。私がこれを信じる理由は、Birkhoffポリトープの極値が正確に置換行列だからです。その後、バーコフポリトープの頂点でのみ最大化または最小化される目的関数を見つけることができる場合、関数をポリトープとベクトル部分空間の交点に制約し、多項式時間で最大化できます。この値が置換行列である場合、セットに置換が含まれていることがわかります。これらはこのテーマに関する私の考えです。 編集2:もう少し考えた後、順列行列は正確にユークリッドノルムのバーコフポリトープの要素であるように思われ、バーコフポリトープは順列行列。おそらくそれも重要かもしれません。n−−√n\sqrt{n}n×nn×nn \times n 編集3:半明確なプログラミングタグを追加しました。前回のコメントの後、線形制約付きの2次最適化アルゴリズムであるため、半明確なプログラミングソリューションが可能になると考え始めているためです。


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PのPLANAR NAE k-SATはどのkですか?
Not all Equal -SAT問題(NAE -SAT)は、各節が最大でリテラルを含むようにブール変数のセットに対する節のセットが与えられ、次のような変数の真の割り当てがあるかどうかを尋ねます各句には、少なくとも1つのtrueリテラルと少なくとも1つのfalseリテラルが含まれます。k C X kkkkkkkCCCバツXXkkk PLANAR NAE -SAT問題はNAEの制限であるの入射二部グラフこれらのインスタンスに-SAT及び(部品すなわちグラフととの間のエッジにと場合そしてまたはが属する場合のみ、平面です。kkkC X C X のx ∈ X C ∈ C X ¯ X CkkkCCCバツXXCCCXXXx∈Xx∈Xx\in Xc∈Cc∈Cc\in Cxxxx¯¯¯x¯\overline{x}ccc NAE 3-SATはNP完全(Garey and Johnson、Computers and Intractability; A Guide to the NP-Completeness)ですが、PLANAR NAE 3-SATはPであることが知られています(Planar NAE3SATはP、Bを参照) 。モレ、ACM SIGACTニュース、第19巻、第2号、1988年夏 -残念ながら、私はこの論文にアクセスできません。 PLANAR NAE -SATはいくつかのですか?NP完全であることが示されている値はありますか?K ≥ 4 Kkkkk≥4k≥4k\geq 4kkk


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は、ポリタイム確率的対数空間で認識できますか?
言語考慮してください。EQUALITY={anbn∣n≥0}EQUALITY={anbn∣n≥0} \mathtt{EQUALITY} = \{ a^nb^n \mid n \geq 0 \} は、対数空間交互チューリングマシン(ATM)で認識できないことが知られています(Szepietowski、1994)。(メンバーにはサブ対数スペースを使用するATMがありますが、すべての非メンバーには使用されません!)EQUALITYEQUALITY \mathtt{EQUALITY} 一方、Freivalds(1981)は、 限界誤差の定空間確率的チューリングマシン(PTM)が認識できることを示しましたが、指数関数的な予想時間でのみです(Greenberg and Weiss、1986)。後に、限界エラー -space PTMは多項式の予想時間で非正規言語を認識できないことが示されました(Dwork and Stockmeyer、1990)。私の質問は o (log log n )EQUALITYEQUALITY \mathtt{EQUALITY} o(loglogn)o(log⁡log⁡n) o(\log\log n) 部分対数空間PTM が境界エラーでを認識するかどうか。EQUALITYEQUALITY \mathtt{EQUALITY}

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完全にユニモジュラーの整数線形プログラムをどのくらい速く解くことができますか?
(これは、この質問とその回答のフォローアップです。) 次の完全ユニモジュラー(TU)整数線形プログラム(ILP)があります。ここで 入力の一部として与えられたすべての正の整数です。変数x i jの指定されたサブセットはゼロに設定され、残りは正の整数値を取ることができます。ℓ 、m 、n1、n2、… 、nℓ、c1、c2、 … 、cm、 wℓ、m、n1、n2、…、nℓ、c1、c2、…、cm、w\ell,m,n_{1},n_{2},\ldots,n_{\ell},c_{1},c_{2},\ldots,c_{m},wバツ私はjバツ私jx_{ij} 最小化 ∑mj = 1cj∑ℓi = 1バツ私はj∑j=1mcj∑私=1ℓバツ私j\sum_{j=1}^{m}c_{j}\sum_{i=1}^{\ell}x_{ij} 対象: ∑mj=1xij=ni∀i∑j=1mxij=ni∀i\sum_{j=1}^{m}x_{ij}=n_{i}\,\,\forall i ∑ℓi=1xij≥w∀j∑i=1ℓxij≥w∀j\sum_{i=1}^{\ell}x_{ij}\ge w\,\,\forall j 標準形の係数行列であるのエントリを有する行列- 1 、0 、1。(2ℓ+m)×ℓm(2ℓ+m)×ℓm(2\ell+m)\times \ell m−1,0,1−1,0,1{-1,0,1} 私の質問は: そのようなILPを解決する多項式時間アルゴリズムの実行時間について知られている最高の上限は何ですか?これに関する参考文献をいくつか教えていただけますか? 私はいくつかの検索を行いましたが、ほとんどの場所で、TU ILPはLPの多項式時間アルゴリズムを使用して多項式時間で解くことができると言っています。有望に見えたものの1つは、Tardos [1]による1986年の論文で、このような問題は係数行列のサイズの時間多項式で解決できることを証明しています。しかし、この論文から理解できる限り、そのアルゴリズムの実行時間は、LPを解くための多項式時間アルゴリズムの実行時間に依存します。 LPの問題を解決する一般的なアルゴリズムよりも大幅に高速な(TU ILPの)この特殊なケースを解決するアルゴリズムを知っていますか? そうでない場合、 LPのどのアルゴリズムが、このようなILPを(漸近的な意味で)最速で解決しますか? [1]組み合わせ線形計画を解くための強力な多項式アルゴリズム、Eva Tardos、Operations Research 34(2)、1986

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準多項式時間には自然な問題がありますが、多項式時間にはありませんか?
LászlóBabaiは最近、グラフ同型問題が準多項式時間にあることを証明 しました。シカゴ大学での 彼の講演もご覧ください。 ジェレミー・クンによる講演からの コメントGLL post 1、 GLL post 2、 GLL post 3。 場合ラドナーの定理によると、P≠NPP≠NPP \neq NP、その後、NPINPINPI空になっていない、つまりNPNPNPどちらにある問題含まPPPもNPNPNP -completeを。しかし、ラドナーによって構築された言語は人工的なものであり、自然な問題ではありません。P ≠ N Pの 下で条件付きでNPINPINPIすることが知られている自然な問題はありません。ただし、ファクタリング整数やGIなど、一部の問題はN P Iの適切な候補と考えられています。P≠NPP≠NPP \neq NPNPINPINPI NP⊈QP=DTIME(npolylogn)NP⊈QP=DTIME(npolylog⁡n)NP \not\subseteq QP = DTIME(n^{poly\log n}) 準多項式時間アルゴリズムを知っている問題がいくつかありますが、多項式時間アルゴリズムは知られていません。このような問題は、近似アルゴリズムで発生します。有名な例は有向シュタイナー木問題で、 (は頂点の数近似比を達成する準多項式時間近似アルゴリズムがあり。ただし、このような多項式時間アルゴリズムの存在を示すことは未解決の問題です。O(log3n)O(log3⁡n)O(\log^3 n)nnn 私の質問: ではあるがではない自然な問題を知っていますか?QPQPQPPPP

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多項式で決定可能な包含を持つ注目すべきオートマトンモデルは何ですか?
特定の問題を解決しようとしていますが、オートマトン理論を使用してそれを解決できるかもしれないと考えました。私は、オートマトンのどのモデルが多項式時間で決定可能な包含を持っているのだろうか?つまり、マシンがある場合、効率的にテストできるかどうかを確認できます。 L (M 1)⊆ L (M 2)M1、M2M1,M2M_1, M_2L (M1)⊆ L (M2)L(M1)⊆L(M2)L(M_1) \subseteq L(M_2) 思い浮かぶのは、DFAと、カウンターの数が固定されている反転限界カウンターマシンです(このペーパーを参照)。 このリストに追加できる他の注目すべきクラスは何ですか? オートマトンが強力であればあるほど、優れています。たとえば、DFAは私の問題を解決するのに十分ではなく、カウンターマシンは固定数のカウンターではそれを行うことができません。(当然、強力になりすぎると、収容はNFAのように難治性になるか、CFGのように決定不能になります)。

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4サイクルの自由なグラフ
以下のように-cycle問題は次のとおりです。kkk インスタンス: Anがグラフ無向有する頂点と最大たエッジを。GGGnnn(n2)(n2)n \choose 2 質問:(適切な)サイクルが存在しますか?kkkGGG 背景:任意の固定kについて、O(n ^ 2)時間で2kサイクルをkkk解くことができます。2k2k2kO(n2)O(n2)O(n^2) ラファエル・ユースター、ウリ・ツウィック:サイクルの発見をさらに高速化。SIAM J. 離散数学。10(2):209-222(1997) ただし、3サイクル(3クリーク)を行列乗算時間未満で解決できるかどうかは不明です。 私の質問:GGGに4サイクルが含まれていないと仮定すると、O(n2)O(n2)O(n^2)時間で3サイクルの問題を解決できますか? Davidは、O(n2.111)O(n2.111)O(n^{2.111})時間で3サイクル問題のこのバリアントを解決するためのアプローチを提案しました。


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関数のイータ等価性はHaskellのseq操作と互換性がありますか?
補題:我々はそれを持っているETA-同等と仮定すると(\x -> ⊥) = ⊥ :: A -> B。 証明:⊥ = (\x -> ⊥ x)イータ等価、および(\x -> ⊥ x) = (\x -> ⊥)ラムダの下での還元。 Haskell 2010レポートのセクション6.2では、seq2つの式で関数を指定しています。 seq :: a-> b-> b seq⊥b =⊥ seq ab = b、a≠ifの場合 その後、「seqを使用してそれらを区別できるため、notは\ x-> beと同じではありません」と主張します。 私の質問は、それは本当にの定義の結果seqですか? 暗黙の引数は、seq計算できない場合seq (\x -> ⊥) b = ⊥です。しかし、私はそのようseqなものが計算できないことを証明することができませんでした。私にはそのようなa seqは単調で連続的であるように思われ、それは計算可能という領域にそれを置きます。 seqなどを実装するアルゴリズムは、starting で始まるドメインを列挙することxで、どこを検索しようとすることで機能する場合f x …

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Pには、その存在がPAまたはZFCに依存しない言語が含まれていますか?(TCSコミュニティWiki)
回答:不明です。 質問は自然で開かれたもので、明らかに難しい質問です。質問は今コミュニティwikiです。 概要 この質問は、複雑度クラス属する言語を、PPP これらの言語を受け入れる決定チューリングマシン(TM)とともに、2つの補完的なサブクラスに分割しようとしています。 gnostic言語とTM(検証/理解するのに適している)、対 暗号化された言語とTM(検証/理解が不可能)。 定義:不可知論者対不可解な数、TM、および言語 公理フレームワークPAおよびZFC内で、次のようにgnosticと不可解なTuringマシンおよび言語を区別します。 D0は、 我々はと言う計算実数 rrrあるグノーシスそれはTMの非空のセットに関連付けられている場合に限っようにユニバーサルTM際、有効なコードを含ん数字の明示的なリストとしてPAで指定された各TMで、任意の精度のためのϵ>0ϵ>0\epsilon\gt0の入力として供給され、(ZFC)で証明可能各TM出力番号を停止ooo(ZFC)で証明可能満たすは、r−ϵ<o<r+ϵr−ϵ<o<r+ϵr-\epsilon\lt o\lt r+\epsilon。 備考 一部の計算可能な実数はグノーシスではないことが知られています(具体的な例については、jkffの質問「非構造的アルゴリズムの存在証明はありますか?」に対するRaphael Reitzigの回答を参照してください)。これらの計算可能なまだ厄介な数との格闘を避けるために、PAで明示的に列挙されたTMがランタイム指数を計算できるという制限が課されます(ZFCで暗黙的に指定されたTMとは対照的です)。詳細については、セクション「定義上の考慮事項(下記)」を参照してください。 ここで、複雑度クラスPPPは、(グノースティックな)ランタイム指数の下限が割り当てられない可能性のある不可解な言語のサブセットが含まれるという直感をキャプチャする定義を探します。 先を見越して、結論の定義(D5)は、計算的に不必要なエピ計算をオーバーレイすることにより、不可解な計算を(些細なことに)マスクする削減を回避する目的で作成された、正義的に不可解な決定TMのアイデアを指定します。この重要な定義の理論的根拠と出典については、「定義上の考慮事項」という見出しの下で説明 し、ティモシー・チョウ、ピーター・ショー、サショ・ニコロフ、およびルカ・トレビザンによるコメントの貢献を感謝します。 D1 、すべての入力文字列のための停止は、Mが呼び出されることチューリングマシンMを考えると不可解次の文は、少なくとも一つのグノーシス主義実数のための証明可能でも反駁もないときに限り :r≥0r≥0r \ge 0 ステートメント: Mのランタイムは、入力長nに関してO(nr)O(nr){O}(n^r)nnn 不可解ではないチューリングマシンは、グノーシスティックTMであると言います。 D2 決定チューリングマシンMは、Mが受け入れる言語Lがrより小さいgnosticランタイム指数を持つ他のTMによって受け入れられないように、gnosticランタイム指数rがある場合に 効率的であると言います 。rrrrrr D3は、 我々は、言語Lがあると言う潜在それにより受け入れられるときに限り() 少なくとも一つのチューリングマシンMは、それは効率的かつ不可解、かつ両方である(b)の 証明可能効率的グノーシスの両方でないTM L.を受け付け D3を別の方法で表現すると、言語は、その言語を最も効率的に受け入れるTM自体が不可解である場合に、不可解です。 私たちが言う不可解ではない言語は、グノーシス言語です。 D4 暗号TMが受け入れる言語が暗号である場合、暗号TMは強力に暗号であると言います。 D5 強力に不可解なTMは、それが効率的である場合に標準的に不可解であると言います。 D5を別の方法で表現するために、すべての不可解な言語は、その言語を受け入れる最も効率的な意思決定TMである一連の標準的な不可解な意思決定TMによって受け入れられます。 尋ねられた質問 次の推測C0は自然であり、(明らかに)開いています。 C0 複雑度クラスPには、少なくとも1つの不可解な言語が含まれています。 3つの質問は、尋ねられQ1 - …

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POSITIVE CNF-SATで満足のいく割り当ての数を数える
与えられた一般的なブール式(CNF-SAT)、与えられたDNF式、または与えられた2SAT式でさえ満足な割り当ての数を数える問題は#P-complete問題です。 ここで、負のリテラル(、常に)のないCNF-SATを考えます。決定問題は非常に簡単です(すべての変数をTRUEに設定し、割り当てが式を満たしているかどうかを確認します)が、満たされている割り当ての数をカウントするのはどうでしょうか。これには多項式時間アルゴリズムがありますか?または、#P-complete問題です。¬ A¬A\neg AAAA

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