CSP ที่มีความกว้างของไฮเพอร์เซทของเศษส่วนไม่ จำกัด


10

HH∈PTฉันMEa´HH∈PTIME

คำจำกัดความ ฯลฯ

สำหรับการสำรวจที่ยอดเยี่ยมเกี่ยวกับการสลายตัวของต้นไม้มาตรฐานและความกังวลดูที่นี่ (ขอบคุณล่วงหน้า JeffE!)

ให้เป็นไฮเปอร์กราฟH

จากนั้นสำหรับกราฟไฮเปอร์และการแมป ,γ : E ( H ) → [ 0 , ∞ )Hγ:E(H)→[0,∞)

B(γ)= { }v∈V(H):∑e∈V(H),v∈eγ(e)≥1

นอกจากนี้ให้น้ำหนัก ( ) =(จ)∑ e ∈ E γ ( e )γ∑e∈Eγ(e)

จากนั้นการสลายตัวของ ความแบบเศษส่วนของคือสามโดยที่:( T , ( B t ) t ∈ V ( T ) , ( γ t ) t ∈ V ( T ) )H(T,(Bt)t∈V(T),(γt)t∈V(T))

  • (T,(Bt)t∈V(T))เป็นการย่อยสลายต้นไม้ของและ H
  • (γt)t∈V(T)เป็นตระกูลการแมปจากถึงเซนต์สำหรับทุก . [ 0 , ∞ ) t ∈ V ( T ) , B t ⊆ B ( γ t )E(H)[0,∞)t∈V(T),Bt⊆B(γt)

จากนั้นเราพูดความกว้างของคือ {น้ำหนัก }สูงสุด( γ t ) , t ∈ V ( T )(T,(Bt)t∈V(T),(γt)t∈V(T))max(γt),t∈V(T)

ในที่สุดความกว้าง hypertree เศษส่วนของ H , fhw ( H ) เป็นขั้นต่ำที่มีความกว้างมากกว่าเป็นไปได้ทั้งหมด decompositions hypertree เศษส่วนของHH

คำถาม

ตามที่ระบุไว้ข้างต้นหากความกว้างของกราฟไฮเพอร์เชียลของเศษส่วนของ CSP ถูกล้อมรอบด้วยค่าคงที่จะมีอัลกอริธึมเวลาพหุนามเพื่อแก้ CSP อย่างไรก็ตามมันถูกทิ้งไว้เป็นปัญหาเปิดในตอนท้ายของบทความที่เชื่อมโยงว่ามีครอบครัวแบบพหุนามเวลาใด ๆ ที่แก้ไขได้ของอินสแตนซ์ CSP ที่มีความกว้างของความดันโลหิตสูงไม่ จำกัด (ฉันควรจะชี้ให้เห็นคำถามนี้ได้รับการแก้ไขอย่างสมบูรณ์ในกรณีที่มีขอบเขตการแข่งขันและ treewidth ที่ไม่ จำกัด ( การอ้างอิง ACM ) ภายใต้สมมติฐานที่ว่า ) เนื่องจากมีเวลาพอสมควรตั้งแต่กระดาษที่เชื่อมโยงครั้งแรก รวมทั้งฉันค่อนข้างไม่ทราบสถานะทั่วไปของสาขาย่อยนี้คำถามของฉันคือ:FPT≠W[1]

มีอะไรเป็นที่รู้กันบ้างเกี่ยวกับความสามารถในการรองรับของ CSP บนกราฟที่มีความกว้างของไฮเพอร์เซทที่มีเศษส่วนไม่ จำกัด หรือไม่

คำตอบ:


8

คุณเชื่อมโยงกับเอกสารสองฉบับทั้งที่มีการคาดเดา ฉันคิดว่าคุณหมายถึงการคาดเดาของ Grohe ในปี 2007

คำถามนี้ตอบในปี 2008:

ทฤษฎีบทที่ 5 CSP (C , _) อยู่ใน NP แต่ไม่ใช่ใน P หรือ NP-complete (ยกเว้น P = NP) ยิ่งไปกว่านั้นเซต Cสามารถตัดสินใจได้ในเวลาพหุนามที่กำหนด000

  • Manuel Bodirsky และ Martin Grohe, Non-dichotomies ในความซับซ้อนของข้อ จำกัด ความพึงพอใจ , ICALP 2008. Doi: 10.1007 / 978-3-540-70583-3_16 ( PDF )

ความคิดคือการเป่าหลุมในขนาดอินสแตนซ์ของ CLIQUE โดยเทคนิคการทแยงมุมแบบเดียวกับที่ Ladner แนะนำสำหรับทฤษฎีของเขา โปรดทราบว่าชุด Cมีชมรมที่มีขนาดใหญ่โดยพลการและความกว้าง hypertree เศษส่วนของ -clique เป็น 2 ดังนั้นจึงเป็นไปได้ที่จะมี CSP ของ CSP ของรูปแบบ (A, _) ที่มีความซับซ้อนระดับกลางโดยที่ A มีความกว้างของไฮเพอร์เซทที่มีเศษส่วนไม่ จำกัด คำตอบนี้เป็นการคาดเดาของ Grohe ในแง่ลบ n n / 20nn/2

ในการประชุมเดียวกันเฉินเทอร์เลย์และไวเยอร์มีกระดาษที่มีผลลัพธ์คล้ายกัน แต่จำเป็นต้องมีงานแต่งงานที่แข็งแกร่งดังนั้นในทางเทคนิคแล้วรูปแบบที่ไม่เหมาะสมสำหรับการคาดเดา

  • Yijia Chen, Marc Thurley และ Mark Weyer ทำความเข้าใจกับความซับซ้อนของการเหนี่ยวนำให้เกิด Isomorphisms Subgraph , ICALP 2008 doi: 10.1007 / 978-3-540-70575-8_48 ( PDF )

ในที่สุดคลาสของอินสแตนซ์ CSP ใด ๆสามารถเปลี่ยนเป็นการแสดงด้วยความกว้างของตัวแปร ในหลายกรณีการเปลี่ยนแปลงนี้ถูก จำกัด ขนาดพหุนามและสามารถทำได้ในเวลาพหุนาม ซึ่งหมายความว่ามันเป็นเรื่องง่ายที่จะสร้าง CSPs ที่มีความกว้างของไฮเพอร์เซทของเศษส่วนที่ไม่มีขอบเขตแม้กระทั่งโมดุลโล homomorphic CSP เหล่านี้จะไม่อยู่ในรูปแบบ CSP (A, _) เนื่องจากโครงสร้างเป้าหมายนั้นมีความพิเศษ แต่พวกเขามีเหตุผลที่สมเหตุสมผลว่าเหตุใด CSP ที่กำหนดโดยการ จำกัด เพียงแค่โครงสร้างของแหล่งที่มานั้นไม่น่าสนใจทั้งหมด: บ่อยครั้งเพียง ง่ายเกินไปที่จะซ่อนโครงสร้างแบบต้นไม้ของอินสแตนซ์ CSP โดยการเปลี่ยนการแสดงเพื่อให้โครงสร้างต้นฉบับมีความกว้างขนาดใหญ่ (สิ่งนี้ถูกกล่าวถึงในบทที่ 7 ของวิทยานิพนธ์ของฉัน)


ขอบคุณสำหรับการตอบรับที่ดี คำถามที่ตามมาอย่างรวดเร็ว: การอ่านของฉัน "ความซับซ้อนของโฮโมมอร์ฟิสซึ่มและปัญหาความพึงพอใจของข้อ จำกัด ที่เห็นได้จากอีกด้านหนึ่ง" คือการมีขั้วต่อ P-NP-c กับ CSP ของ CSP (C, _) สำหรับ กราฟิกที่ไม่ใช่ไฮเปอร์ของขอบเขต arity ฉันถูกต้องในการเชื่อเช่นนั้นหรือไม่? หรือมากกว่านั้น - ไม่มีข้อสันนิษฐาน / การคาดเดาที่ซ่อนอยู่ใน Corollary 6.1 ของเอกสารนี้ที่ฉันไม่ทราบหรือไม่ หรือมากกว่านั้นการแบ่งขั้วมีเพียงแค่ P เทียบกับไม่ใช่ -P (ขออภัยหากเห็นได้ชัด)
— Daniel Apon

2
@Daniel: บทความนี้ไม่ได้มีอะไรมากเกี่ยวกับไดโดโทมี แต่เกี่ยวกับลักษณะที่ชัดเจนของกรณีที่ จำกัด โครงสร้างซึ่งสามารถใช้งานได้ง่ายเหมือนกับความกว้างที่มีขอบเขต ความกว้างที่ถูกล้อมรอบเป็นที่รู้กันว่าบ่งบอกถึงเวไนย แต่ส่วนสำคัญของกระดาษของ Grohe อยู่ในทิศทางอื่น ความกว้างที่ไม่ จำกัด หมายถึงการฝังผู้เยาว์กริดที่มีขนาดใหญ่ตามอำเภอใจซึ่งหนึ่งสามารถใช้เพื่อเข้ารหัสปัญหา NP-hard เช่น CLIQUE การคาดเดาขั้วสองขั้วของ Feder / Vardi สำหรับ CSP สำหรับข้อ จำกัด ประเภท CSP (_, B) ซึ่งเชื่อกันว่าเป็นแบบ P หรือ NP-complete
— András Salamon

@Daniel: โดยวิธีการสิ่งนี้แน่นอนฉันไม่ชัดเจนในครั้งแรกที่ฉันอ่านมัน บทสรุปเร็ว ๆ ของกระดาษของ Grohe ในความคิดเห็นก่อนหน้านี้เป็นหนี้ของ Dave Cohen มาก
— András Salamon
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.