คำจำกัดความที่แม่นยำของ Random K-SAT คืออะไร


12

มีข้อ จำกัด ที่แตกต่างกัน 4 ประการที่เราสามารถทำได้เมื่อกำหนดแบบสุ่ม K-SAT
1) จำนวนตัวอักษรทั้งหมดในประโยคที่กำหนดคือ K หรือ AT ส่วนใหญ่ K
2) ตัวอักษรที่กำหนดสามารถใช้โดยมีหรือไม่มีการแทนที่ในประโยคเดียวกัน (A หรือ A หรือ A)
3) ตัวแปรที่กำหนดสามารถใช้กับหรือ โดยไม่มีการทดแทนในประโยคเดียวกัน (A หรือ ~ A หรือ ~ A)
4) ประโยคที่กำหนดสามารถใช้กับหรือไม่มีการแทนที่ในสูตรที่กำหนด
อะไรคือคำจำกัดความ "ถูกต้อง" ที่สุด? ข้อเสียและข้อดีของการใช้คำจำกัดความที่แตกต่างกันเหล่านี้คืออะไร


17
ฉันไม่คิดว่ามีคำจำกัดความที่เป็นที่ยอมรับในระดับสากล
Tsuyoshi Ito

5
อีกทางเลือกหนึ่งที่แตกต่างกันคุณสามารถเลือกได้ว่าจะเลือกคำสั่งจำนวนคงที่ (โดยมีหรือไม่มีการแทนที่) หรือเลือกตัวอย่างปัวซอง (แต่ละข้อมีความเป็นไปได้คงที่)
David Eppstein

4
@Tsuyoshi, Geekster: ฉันเห็นด้วยกับ Tsuyoshi ตราบใดที่ฉันรู้ว่า SAT Solvers ไม่ต้องการคำนิยามของ Random k-SAT ใด ๆ ที่พวกเขาใช้เทคนิคใด (DPLL การค้นหาในท้องถิ่น ฉันมั่นใจ 100% ว่า SAT Solver ที่จริงจังจะลบคำสั่งที่ซ้ำซ้อนประโยคซ้ำซากและตัวอักษรซ้ำซ้อนก่อนเริ่มการค้นหา นักแก้ปัญหาบางคนก็ลบประโยคย่อย
Giorgio Camerani

4
ฉันไม่คิดว่ามีคำตอบสำหรับคำถามในรูปแบบปัจจุบันเนื่องจากคำจำกัดความที่ดูเหมือนจะ "ถูกต้อง" มากกว่าคำอื่น ๆ และ "ข้อเสียและข้อดี" น่าจะขึ้นอยู่กับสิ่งที่คุณต้องการใช้ผลลัพธ์บน k-SAT แบบสุ่มสำหรับ ฉันโหวตให้ปิดมันไม่ใช่คำถามจริง
Tsuyoshi Ito

4
ฉันเดาว่าคำถามสามารถแก้ไขได้นำส่วนที่ "ถูกต้องที่สุด" ออกไปและตั้งสมาธิกับข้อเสียและข้อดีภายใต้ผลลัพธ์ที่เฉพาะเจาะจง (หรือคำตอบอาจผ่านแต่ละผลลัพธ์ที่เป็นไปได้) เนื่องจากคำถามนี้คล้ายกับคำถามเกี่ยวกับการตัดยอดที่ดูเหมือนจะอยู่ในขอบเขตที่ไม่มีข้อโต้แย้งโดยส่วนตัวแล้วฉันต้องการเห็นคำถามยังคงเปิดอยู่
Hsien-Chih Chang 張顯之

คำตอบ:


15

ดังที่ได้กล่าวไว้ในตอนต้นของการสนทนานี้ในความคิดเห็นไม่จำเป็นต้องมีคำจำกัดความ "ถูกต้อง" สำหรับการสุ่ม -SATk

ดังที่กล่าวไว้ทั้งสองตัวแปรที่พบบ่อยที่สุดของการสุ่ม -SAT เป็นทั้งแบบจำลองความยาวข้อคงที่ (FCL) ซึ่งหมายความว่าตัวอักษรแท้จริงปรากฏขึ้นในแต่ละข้อ ตัวแปรเหล่านี้ไม่อนุญาตให้ใช้ตัวแปรซ้ำและตัวอักษรซ้ำกันภายในประโยค แต่ต่างกันว่าจะอนุญาตให้ใช้ประโยคซ้ำภายในสูตรหรือไม่ อย่างไรก็ตามพวกเขามีความสำคัญเหมือนกับที่จะกล่าวถึงด้านล่างkk k

สองรุ่นหลัก:

รุ่นสุ่มเซล - ประโยคซ้ำ ๆ จะได้รับอนุญาต ไคล์ได้ให้การอ้างอิงที่ดีนี้ในการแสดงความคิดเห็นต่อคำตอบของเขา แต่สันนิษฐานว่าไม่ถูกต้องว่าโมเดลไม่อนุญาตให้ทำซ้ำประโยค กระดาษรุ่นที่เชื่อมโยง (แตกต่างกันเล็กน้อย) มีการอภิปรายรายละเอียดเพิ่มเติมของแบบจำลองแบบสุ่มในส่วนที่ 3: "วิธีการสร้างนี้อนุญาตให้มีคำสั่งซ้ำในสูตร ... อย่างไรก็ตามเมื่อ N ได้รับสำเนาที่ซ้ำซ้อนขนาดใหญ่ เลือกข้อเชิงเส้นจำนวนเท่านั้น "

Achlioptas รุ่นสุ่ม - คำสั่งซ้ำจะไม่ได้รับอนุญาต เราถือว่าการสร้างสูตรแบบสุ่มเป็นการเลือกคำสั่งจากคำสั่งทั้งหมดที่เป็นไปได้โดยไม่ต้องเปลี่ยน ดูข้อที่ 8 ของคู่มือความพึงพอใจ [1] (Random SAT โดย Achlioptas) เป็นข้อมูลอ้างอิง แบบจำลองนี้ดูเหมือนแพร่หลายมากขึ้นในวรรณคดีเชิงทฤษฎีอาจเป็นเพราะ Achlioptas เขียนขึ้นเองm2k(nk)

ความเท่าเทียมกันของตำแหน่งการเปลี่ยนเฟส :

อย่างไรก็ตามการเปลี่ยนเฟส (50% ความน่าเชื่อถือเกณฑ์) เกิดขึ้นในอัตราส่วนข้อต่อตัวแปรเดียวกันโดยไม่คำนึงถึงว่ารูปแบบใดที่ถูกเลือกด้วยเหตุผลหลักที่ Selman และคณะ ระบุไว้ในกระดาษ

ให้แสดงถึงจำนวนที่คาดหวังของคู่คำสั่งที่เหมือนกันในตัวอย่างแบบสุ่ม Selman -SAT น่าจะเป็นของคู่ที่กำหนดของข้อเป็นเหมือนกันคือในขณะที่จำนวนรวมของคู่ของข้อคือ2} โดยเชิงเส้นของความคาดหวังที่k}}A(n,m,k)(n,m,k)p=1/(2k(nk))N=(m2)A(n,m,k)=pN=(m2)/2k(nk)

โดยทฤษฎีบทที่ 3 ใน [1] ที่สามารถพิสูจน์ได้ผูกไว้บนสถานที่ตั้งของเปลี่ยนเฟส -SAT โดยใช้รูปแบบ Achlioptas เกิดขึ้นเมื่อkn) แก้ไขและการตั้งค่าเราได้รับkm=O(2kn)k3m=O(2kn)

A(n,m,k)=(m2)/2k(nk)=O(m2)/O(nk)=O(n2)/O(nk)k)

จากนั้นเนื่องจาก ,ซึ่งหมายความว่าในความคาดหมายจะมีข้อความซ้ำเป็นศูนย์รอบ -SAT การเปลี่ยนเฟสเมื่อสร้างสูตร SAT แบบสุ่มโดยใช้โมเดล Selmank3limnO(n2)/O(nk)=0k

โปรโมชั่นด้วยตนเองหน้าด้าน - ฉันหารือเกี่ยวกับเรื่องเหล่านี้สั้น ๆ ในมาตรา 4.1 ของฉันวิทยานิพนธ์ปริญญาโท

สุ่ม QBF

ตามที่ปรากฎสถานการณ์น่าสนใจยิ่งขึ้นสำหรับการสุ่ม QBF อะไร AFAIK สามเอกสารแรกใน QBF สุ่มแต่ละคนเสนอรูปแบบการสุ่มใหม่การวิพากษ์วิจารณ์บรรพบุรุษของพวกเขา

ดูเอกสารต่อไปนี้:

  • Cadoli และคณะ "การวิเคราะห์เชิงทดลองของต้นทุนการคำนวณของการประเมินสูตรบูลีนเชิงปริมาณ" AI * IA 1997
  • Gent + Walsh "Beyond NP: การเปลี่ยนเฟส QSAT" AAAI / IAAI 1999
  • Chen + Interian "แบบจำลองสำหรับการสร้างสูตรบูลีนเชิงปริมาณแบบสุ่ม" IJCAI 2005

14

[แก้ไขเพื่อความชัดเจน]

คำจำกัดความที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดในวรรณคดีการวิจัยคือสิ่งที่ต้องการตัวแปร k ที่แตกต่างกันอย่างแน่นอนต่อข้อและไม่มีคำสั่งซ้ำกัน หากคุณผ่อนคลายข้อ จำกัด ตัวแปรที่แตกต่างกันการวิจัยที่มีอยู่ส่วนใหญ่จะไม่สมเหตุสมผลสำหรับคุณเนื่องจากผลลัพธ์ของคุณจะไม่ตรงกับผลลัพธ์ของพวกเขา การเปลี่ยนเฟส sat / unsat ที่รู้จักกันดีจะเกิดขึ้นในอัตราส่วนข้อต่อตัวแปรที่แตกต่างกัน (หากมีการเปลี่ยนแปลงเลย) และคุณจะไม่พบอินสแตนซ์ SAT ที่ยากที่คุณคาดหวังจากวรรณกรรม


3
การสร้างปัญหาความพึงพอใจอย่างหนักโดย Mitchell, Selman และ Levesque ส่วนที่ 4 อธิบายสิ่งที่เรียกว่า "Random K-SAT" บทความไม่ได้พูดถึงการผ่อนคลายข้อ จำกัด ที่มาจากการดัดแปลงเครื่องกำเนิด 3SAT แบบสุ่มของฉันและป้อนอินสแตนซ์จำนวนมากเป็นตัวแก้ SAT ที่ใช้ DPLL โดยทั่วไป
Kyle Jones

5
“ คำจำกัดความที่ถูกต้องที่สุดคือคำที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนเฟส sat / unsat ที่ประมาณ 4.26 ส่วนต่อตัวแปรสำหรับการสุ่ม 3SAT” คุณต้องล้อเล่น
Tsuyoshi Ito

1
@Tsuyoshi: ในขณะที่ "ถูกต้องที่สุด" แน่นอนยืดออกฉันคิดว่าข้อโต้แย้งคือรุ่นนี้เป็นมาตรฐานและเป็นหนึ่งในการศึกษาที่ดีที่สุด
Huck Bennett

2
คุณกำลังเรียกร้องที่แปลกประหลาดว่า 4.26 เป็นจำนวนเวทย์มนตร์ที่แยกความหมายเฉพาะของคำว่า "สุ่ม k-SAT" เป็นคำที่ถูกต้องที่สุด หากนี่ไม่ใช่เรื่องตลกฉันไม่รู้จะพูดอะไรดี
Tsuyoshi Ito

4
ไม่ฉันกำลังอ้างว่าการค้นพบการเปลี่ยนเฟสและการวิจัยและเอกสารทั้งหมดที่ตามมาตกลงตามความหมายเริ่มต้นของการสุ่ม k-SAT ซึ่งเป็นคำจำกัดความที่ฉันให้ไว้ หากคุณใช้คำจำกัดความที่แตกต่างกันเอกสารจำนวนมากจะไม่สมเหตุสมผลสำหรับคุณเนื่องจากผลลัพธ์ของคุณจะไม่ตรงกับผลลัพธ์ของพวกเขา หากคุณกำลังทำงานกับนักแก้ปัญหา SAT คุณจะพบกรณีง่าย ๆ ที่กระดาษที่เกี่ยวข้องทั้งหมดที่ฉันได้อ่านบอกว่าคุณควรหาเอกสารยาก ๆ ไม่มีอะไรน่าอัศจรรย์เกี่ยวกับมันเพิ่งจัดตั้งการประชุม ณ จุดนี้ หากคุณต้องการอ้างถึงตัวอย่างให้ทำเช่นนั้น
Kyle Jones
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.