Минимальные элементы монотонного предиката над набором мощности


12

Рассмотрим монотонный предикат над множеством степеней (упорядоченный по включению). Под «монотонным» я подразумеваю: такой, что , если то . Я ищу алгоритм, чтобы найти все минимальные элементы , то есть такие, что но , . Поскольку ширина равна n \, выберите n / 22 | п | x , y 2 | п | x y P ( x ) P ( y ) P x 2 | п | P ( x ) y x ¬ P ( y ) 2 | п |P2|n|x,y2|n|xyP(x)P(y)Px2|n|P(x)yx¬P(y)2|n|(nn/2), может быть экспоненциально много минимальных элементов, и поэтому время работы такого алгоритма может быть экспоненциальным в целом. Однако может ли существовать алгоритм для этой задачи, который является полиномиальным по размеру вывода?

[Контекст: был задан более общий вопрос, но в ответах не было попыток оценить сложность алгоритма в размере выходных данных. Например, если я предполагаю, что существует только один минимальный элемент, я могу выполнить бинарный поиск после этого ответа и найти его. Однако, если я хочу продолжить поиск большего количества минимальных элементов, мне нужно сохранить имеющуюся у меня информацию о P таким образом, чтобы можно было продолжать поиск, не тратя время на то, что уже известно. Можно ли это сделать и найти все минимальные элементы за полиномиальное время в размере вывода?]

В идеале я хотел бы понять, можно ли это сделать с помощью общих групп доступности баз данных, но я уже не знаю, как ответить на вопрос для 2|n| .


Powerset упорядоченный по включению, является DAG (с различными частями как вершины и одним ребром между парами частей, которые включены друг в друга, сохраняя только транзитивное сокращение этого графа для удаления избыточных ребер, подразумеваемых транзитивностью). Кажется естественным задать тот же вопрос о произвольных группах доступности баз данных. 2|n|{1,...,n}
a3nm

Ответы:


14

Ваша проблема известна в учебной литературе как «изучение монотонных функций с использованием запросов на членство». Класс монотонных функций, для которого можно идентифицировать все minterms, известен как «полиномиально обучаемый с использованием запросов членства».

Кажется, что существование алгоритма полиномиального времени все еще открыто. Шмулевич и соавт. докажите, что «почти все монотонные булевы функции являются полиномиально обучаемыми с помощью запросов членства». Если мы также потребуем, чтобы я минута была сгенерирована во временном полиноме от и , то проблема эквивалентна монотонной дуализации, как показали Биоч и Ибараки . Вот опрос, посвященный монотонной дуализации.tnt


Спасибо за этот чрезвычайно полезный ответ. Известны ли вам обобщения на произвольные группы доступности баз данных (т. Е. Больше, чем в особых случаях в разделе 5.2 Eiter et al.)?
a3nm

Нет, к сожалению нет.
Юваль Фильмус

Хорошо, я все равно приму этот ответ. Дополнительные замечания: (1) этот ответ касается сложности вычислений, а не сложности числа оценок (см. Cstheory.stackexchange.com/a/14862/4795 для этого последнего случая), и (2) точного открытия вопрос «можете ли вы выучить монотонную булеву функцию за полиномиальное время по и ее количество минимумов и максимумов», нет никакой надежды сделать это за полиномиальное время по и количеству максимумов, потому что может быть линейное число максимумов но экспоненциальное число минимумов (см. пункт 6.1, пункт 2 в упомянутом выше обследовании). Pnn
a3nm

См. Мой другой вопрос cstheory.stackexchange.com/q/16258/4795 для получения информации о глобальной сложности запросов наихудшего случая для произвольных групп доступности баз данных.
a3nm

повторная монотонная дуализация (CNF ← → DNF) и DAG. звучит очень похоже на теорему из булевой функции juknas book сложность сек 9.4. "критерий нижних границ" thm 9.17
vzn
Используя наш сайт, вы подтверждаете, что прочитали и поняли нашу Политику в отношении файлов cookie и Политику конфиденциальности.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.