SAT มีความกว้างแบบ จำกัด ที่สามารถตัดสินใจได้ใน logspace หรือไม่


10

Elberfeld, Jakoby และ Tantau 2010 ( ECCC TR10-062 ) ได้พิสูจน์ทฤษฎีบทของ Bodlaender รุ่นประหยัดพื้นที่ พวกเขาแสดงให้เห็นว่าสำหรับกราฟที่มีความแหลมมากที่สุดการสลายตัวของต้นไม้ที่มีความกว้างสามารถพบได้โดยใช้พื้นที่ลอการิทึม ปัจจัยที่มีอย่างต่อเนื่องในพื้นที่ที่ถูกผูกไว้ขึ้นอยู่กับk(ทฤษฎีบทของ Bodlaender แสดงเวลาเชิงเส้นที่ถูกผูกไว้โดยมีการพึ่งพาเลขชี้กำลังเป็นในปัจจัยคงที่)kkkk

SAT กลายเป็นเรื่องง่ายเมื่อชุดคำสั่งมีความกว้างต่ำ โดยเฉพาะFischer, Makowsky และ Ravve 2008แสดงให้เห็นว่าความพึงพอใจของสูตร CNF ที่มีความน่าเชื่อถือของกราฟการเกิดเหตุการณ์ที่ล้อมรอบด้วยสามารถตัดสินใจได้ด้วยการดำเนินการทางคณิตศาสตร์มากที่สุดเมื่อการสลายตัวของต้นไม้ โดยทฤษฎีบท Bodlaender ของการคำนวณการสลายตัวของต้นไม้กราฟอุบัติการณ์สำหรับการแก้ไขสามารถทำได้ในเส้นเวลาและดังนั้นจึง SAT สามารถตัดสินใจสำหรับสูตร treewidth จำกัด ในเวลานั้นเป็นพหุนามต่ำปริญญาในจำนวนของตัวแปรnk2O(k)nkn

หนึ่งอาจคาดหวังว่า SAT ควรจะตัดสินใจได้จริงโดยใช้พื้นที่ลอการิทึมสำหรับสูตรที่มีความน่าเชื่อถือของกราฟการเกิดอุบัติเหตุ ยังไม่ชัดเจนว่าจะแก้ไข Fischer et al ได้อย่างไร วิธีการในการตัดสินใจเลือก SAT เป็นสิ่งที่ประหยัดพื้นที่ อัลกอริธึมทำงานโดยการคำนวณนิพจน์สำหรับจำนวนของการแก้ปัญหาผ่านการรวมการยกเว้นและการประเมินซ้ำจำนวนการแก้ปัญหาของสูตรที่เล็กลง แม้ว่า treewidth ที่ล้อมรอบจะช่วยได้ แต่สูตรย่อยดูเหมือนจะใหญ่เกินไปที่จะคำนวณในพื้นที่ลอการิทึม

สิ่งนี้ทำให้ฉันถาม:

คือ SAT สำหรับสูตร treewidth จำกัด ที่รู้จักในหรือ ?Lยังไม่มีข้อความL


5
ความจริงที่ว่า SAT ใน L สำหรับอินสแตนท์ของการเดินทางแบบ จำกัด นั้นปฏิบัติตามโดยตรงจากผลลัพธ์ในเอกสารที่คุณอ้างถึงหรือไม่ ชุดของสูตรที่น่าพอใจคือ MSO ที่กำหนดได้ ดังนั้นความพึงพอใจสามารถแก้ไขได้ในเวลาเชิงเส้นบนกราฟของ treewidth ที่ถูกล้อมรอบด้วยทฤษฎีบท Bodlaender + Courcelle Elberfeld-Jakoby-Tantau-2010 แสดงให้เห็นว่าคุณสมบัติ MSO สามารถตัดสินใจได้ในพื้นที่ลอการิทึมบนกราฟของความว่องไวที่ถูกล้อมรอบด้วยการจัดทำทฤษฎีบทของ Bodlaender + Courcelle รุ่นลอการิทึม ดังนั้น SAT สามารถตัดสินใจได้ใน logspace บนกราฟของ treewidth ที่มีขอบเขต
Mateus de Oliveira Oliveira

@MateusdeOliveiraOliveira รายละเอียดดูเหมือนไม่ชัดเจนสำหรับฉัน SAT สามารถกำหนด MSO ได้ผ่านโครงสร้างที่มีความสัมพันธ์เชิงขอบสองทิศทาง (Immerman ตัวอย่าง 2.18) การรวมกันของสิ่งที่นำไปสู่ขอบของกราฟการเกิดอุบัติเหตุเมื่อลืมทิศทาง อย่างไรก็ตามมันไม่ชัดเจนสำหรับฉันว่าเป็นไปได้ที่จะใช้กราฟอุบัติการณ์ตามที่เป็นไปตาม MSO ที่กำหนดความพึงพอใจ (ผ่านชุดการตั้งค่าเป็นต้น) เพื่อให้สามารถใช้ Bodlaender / Courcelle / EJT
András Salamon

@ ทฤษฎีบทของAndrásSalomon Courcelle สามารถระบุได้สำหรับกราฟที่มีจุดยอดและขอบสี ความน่าเชื่อถือของกราฟสีเช่นนี้เหมือนกับความน่าเชื่อถือของเวอร์ชั่นที่ไม่มีสี มีหลายวิธีในการสร้างแบบจำลองโครงสร้างเชิงสัมพันธ์โดยพลการเป็นกราฟสี
Mateus de Oliveira Oliveira

1
ในกรณีของสูตรที่คุณต้องการกำหนดโครงสร้างเชิงสัมพันธ์ที่เข้ารหัสในเวลาเดียวกันสูตรและกราฟอุบัติการณ์ (ไม่เช่นนั้นคุณจะนิยามความพึงพอใจในสถานที่แรกได้อย่างไร) จากนั้นโดยใช้ความคิดที่เหมาะสมของความกังวลสำหรับโครงสร้างดังกล่าวเรามีความน่าเชื่อถือของโครงสร้าง (กราฟสูตร + อุบัติการณ์) เป็นค่าคงที่สารเติมแต่งที่ใหญ่กว่า กราฟอุบัติการณ์เพียงอย่างเดียว โปรดทราบว่ามีหลายวิธีในการกำหนดโครงสร้างเชิงสัมพันธ์ที่สัมพันธ์กันเช่นนี้และโดยพื้นฐานแล้วผู้แต่งแต่ละคนใช้วิธีที่เหมาะสมที่สุดสำหรับบริบทของเขา / เธอ
Mateus de Oliveira Oliveira

@Mateus ขอขอบคุณ! นั่นเป็นความเห็นที่ค่อนข้างมีประโยชน์ ฉันไม่ได้ตระหนักถึงธรรมชาติของ "กล่องเครื่องมือ" ของความกังวลใจในความซับซ้อนเชิงพรรณนา สนใจที่จะเปลี่ยนเป็นคำตอบ?
András Salamon

คำตอบ:


10

อันที่จริงแล้วการใช้ผลลัพธ์ใน Elberfeld-Jakoby-Tantau-2010 สามารถแสดงให้เห็นว่า SAT สามารถตัดสินใจได้ใน logspace กับสูตรที่มีกราฟอุบัติการณ์ล้อมรอบความกังวล นี่คือภาพร่างว่าขั้นตอนหลักของการพิสูจน์การอ้างสิทธิ์นี้เป็นอย่างไร

  1. ความคิดของการสลายตัวของต้นไม้และความกังวลสามารถนำมารวมกับโครงสร้างเชิงสัมพันธ์โดยพลการ ดูตัวอย่างในส่วนที่ 2 และ 3 ของ เอกสารนี้โดย Dalmau, Kolaitis และ Vardi
  2. ทฤษฎีบทของ Courcelle ระบุว่าตรรกะ MSO สามารถตัดสินใจได้ในเวลาเชิงเส้นบนโครงสร้างเชิงสัมพันธ์ของความมั่นคงอย่างต่อเนื่อง
  3. เสื้อ(เสื้อ)n
  4. τFผมτผม
  5. τ
  6. ดังนั้นโดยทฤษฎีบทของ Bodlander + Courcelle เราสามารถตัดสินใจได้ว่าสูตรของความกังวลคงที่นั้นน่าพอใจในเวลาเชิงเส้นหรือไม่
  7. Elberfeld-Jakoby-Tantau-2010 แสดงให้เห็นว่า "เวลาเชิงเส้น" สามารถถูกแทนที่ด้วย "พื้นที่ลอการิทึม" บนทั้งทฤษฎีบทของ Bodlaender และ Courcelle
  8. φττφ
  9. โดยเฉพาะอย่างยิ่ง SAT สามารถกำหนดได้ใน logspace บนกราฟของค่า treewidth ที่คงที่
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.