องค์ประกอบที่น้อยที่สุดของเพรดิเคตแบบโมโนโทนิกเหนือ powerset


12

พิจารณาเนื่องกริยามากกว่า powerset 2 | n | (สั่งโดยการรวม) โดย "monotonic" ฉันหมายถึง: x , y 2 | n | เช่นว่าx Yถ้าP ( x )แล้วP ( Y ) ฉันกำลังมองหาอัลกอริทึมเพื่อค้นหาองค์ประกอบขั้นต่ำทั้งหมดของPนั่นคือx 2 | n | แบบนั้นP ( x )P2|n|x,y2|n|xyP(x)P(y)Px2|n|P(x)แต่ , ¬ P ( Y ) ตั้งแต่ความกว้างของ2 | n | คืออาจมีองค์ประกอบขั้นต่ำจำนวนมากชี้แจงและดังนั้นเวลาทำงานของอัลกอริทึมดังกล่าวอาจเป็นเลขชี้กำลังทั่วไป อย่างไรก็ตามมีอัลกอริทึมสำหรับงานนี้ซึ่งเป็นพหุนามในขนาดของผลลัพธ์หรือไม่yx¬P(y)2|n|(nn/2)

[บริบท: คำถามทั่วไปเพิ่มเติมถูกถามแต่ไม่มีความพยายามในคำตอบในการประเมินความซับซ้อนของอัลกอริทึมในขนาดของผลลัพธ์ ถ้าฉันสมมติว่ามีองค์ประกอบขั้นต่ำเพียงหนึ่งตัวเท่านั้นฉันสามารถทำการค้นหาแบบไบนารีตามคำตอบนี้และค้นหา อย่างไรก็ตามหากฉันต้องการค้นหาองค์ประกอบที่น้อยที่สุดต่อไปฉันต้องรักษาข้อมูลปัจจุบันที่ฉันมีเกี่ยวกับไว้ในแบบที่จะทำให้การค้นหาต่อไปโดยไม่ต้องเสียเวลาไปกับสิ่งที่เป็นที่รู้จักแล้ว เป็นไปได้ไหมที่จะทำสิ่งนี้และค้นหาองค์ประกอบที่น้อยที่สุดในเวลาพหุนามตามขนาดของเอาต์พุต?]P

ดีฉันต้องการจะเข้าใจว่านี้สามารถทำได้ด้วย DABs ความทั่วไป แต่ฉันแล้วไม่ทราบวิธีการที่จะตอบคำถามสำหรับ|}2|n|


powersetได้รับคำสั่งจากการรวมเป็น DAG (ด้วยส่วนต่าง ๆ ของเป็นจุดยอดและขอบด้านหนึ่งระหว่างคู่ของชิ้นส่วนที่รวมอยู่ในการดูแลเท่านั้น การลดสกรรมกริยาของกราฟนี้เพื่อลบขอบซ้ำซ้อน ดูเหมือนเป็นเรื่องธรรมดาที่จะถามคำถามเดียวกันเกี่ยวกับ DAG โดยพลการ 2|n|{1,...,n}
a3nm

คำตอบ:


14

ปัญหาของคุณเป็นที่รู้จักในวรรณคดีการเรียนรู้ว่า "ฟังก์ชั่นการเรียนรู้เสียงเดียวโดยใช้แบบสอบถามแบบสมาชิก" คลาสของฟังก์ชัน monotone ที่สามารถระบุ minterms ทั้งหมดเป็นที่รู้จักกันในชื่อ

ดูเหมือนว่าการดำรงอยู่ของอัลกอริทึมเวลาพหุนามยังคงเปิดอยู่ Schmulevich และคณะ พิสูจน์ว่า "ฟังก์ชั่นบูลีนโมโนโทนเกือบทั้งหมดสามารถเรียนรู้ได้หลายแบบโดยใช้คำสั่งการเป็นสมาชิก" ถ้าเรายังจำเป็นต้องให้ TH minterm ได้รับการสร้างขึ้นในเวลาพหุนามในและแล้วปัญหาจะเทียบเท่ากับเสียงเดียว dualization ที่แสดงโดยBioch และอิบารากิ นี่คือการสำรวจที่ระบุถึงการทำให้เป็นเสียงเดียวtnt


ขอบคุณสำหรับคำตอบที่มีประโยชน์อย่างยิ่ง คุณทราบหรือไม่ว่าการสรุปทั่วไปของ DAG โดยพลการ (เช่นมากกว่ากรณีพิเศษในส่วนที่ 5.2 ของ Eiter และคณะ)
a3nm

ไม่น่าเสียดาย
Yuval Filmus

ตกลงฉันจะยอมรับคำตอบนี้ต่อไป ข้อสังเกตเพิ่มเติม: (1) คำตอบนี้เกี่ยวกับความซับซ้อนในการคำนวณไม่ใช่ความซับซ้อนในจำนวนการประเมินของ (ดูcstheory.stackexchange.com/a/14862/4795สำหรับกรณีสุดท้ายนี้) และ (2) การเปิดที่แน่นอน คำถามคือ "คุณสามารถเรียนรู้ฟังก์ชั่นบูลีน monotone ในเวลาพหุนามในและจำนวนของ minima และ maxima" ไม่มีความหวังที่จะทำมันในเวลา polynomial ในและจำนวน maxima เพราะสามารถมีจำนวนเชิงเส้นสูงสุด แต่เป็นเลขชี้กำลังของ minima (cf. sec 6.1 วรรค 2 ในแบบสำรวจที่กล่าวถึงข้างต้น) Pnn
a3nm

ดูคำถามอื่น ๆ ของฉันได้ที่cstheory.stackexchange.com/q/16258/4795สำหรับข้อมูลเกี่ยวกับความซับซ้อนในการค้นหากรณีที่แย่ที่สุดในโลกสำหรับDAGโดยพลการ
a3nm

การทำซ้ำสองเสียงซ้ำ (CNF ←→ DNF) & DAG ฟังดูคล้ายกับทฤษฎีบทจากความซับซ้อนของฟังก์ชั่นบูลีนหนังสือ juknas วินาที 9.4 "เกณฑ์ที่ต่ำกว่าขอบเขต" thm 9.17
vzn
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.