Об обратном 3-SAT


10

Контекст : Каввадиас и Сидери показали, что обратная задача 3-SAT является coNP Complete: если набор моделей для переменных, существует ли формула 3-CNF, такая что является ее точным набором моделей? Возникает формула непосредственного кандидата, которая является соединением всех 3-пунктов, удовлетворяемых всем моделям в .n ϕ ϕϕnϕϕ

Поскольку он содержит все 3 предложения, которые он подразумевает, эту формулу-кандидата можно легко преобразовать в эквивалентную формулу которая 3-замкнута в соответствии с разрешением - 3-замыкание формулы является подмножеством ее замыкания в соответствии с разрешением, содержащим только пункты размером 3 или меньше. Формула CNF закрывается для разрешения, если все возможные резольвенты включены в пункт формулы - в пункт добавляется пункт если все литералы находятся в . c 1 c 2 c 2 c 1Fϕc1c2c2c1

Учитывая , частичное присвоение переменных такое, что не является подмножеством любой модели .я ϕIIϕ

Вызовите , индуцированную формулу, применив к : любое выражение, содержащее литерал, который оценивается как в , удаляется из формулы, а любые литералы, которые оцениваются как в , удаляются из всех пунктов.Fϕ|IIFϕtrueIfalseI

Вызовите , формулу, которая получена из всеми возможными 3-ограниченными разрешениями (в которых резольвента и операнды имеют не более 3 литералов) и подпунктами.Gϕ|IFϕ|I

Вопрос : 3-замкнута по разрешению?Gϕ|I


"P = NP"? из рис. 1 K & S «модели» аналогичны битвекторам. вопрос должен четко определить, как эти модели представлены (и, может быть, если пересчитать их с точки зрения удовлетворения битвекторов, ответ будет более очевидным?). если решения представлены в виде битовых векторов, то для некоторых формул 3SAT экспоненциально много удовлетворяющих битовых векторов по размеру формулы. это ожидаемый "взрыв в размере". правильно? некоторые другие документы, например, естественные доказательства, также ссылаются на «таблицу истинности» формулы, которая может быть полезна в связи ее с удовлетворяющими битвекторами ...
— vzn

2
Очевидно ли, что третий шаг может быть вычислен эффективно? (То есть, решая, существует ли частичное присваивание не в такое, что не содержит пустое предложение.) Я должен что-то упустить, но для меня это не очевидно. ϕ F ϕ | яIϕFϕ|I
— Даниэль Апон

коррекция может быть больше связана с coNP = P? или возможно coNP = NP? не совсем уверен. Между прочим, это также напоминает мне дуализацию, когда модели можно «представить» с помощью DNF. смотрите , например , этого иое на дуализацию по Bioch / Ибараки
— ВЗНА

2
@Daniel, ИМХО, да, третий шаг может быть эффективно вычислен, если только шаги 1 и 2: так как набор частичных присваиваний, не в , ограничен по размеру, легко вычислить ( для каждого не в ) и проверьте, есть ли в нем пустое предложение. Возможная ошибка возникнет на шаге 1 (я увидел ошибку, которую пытаюсь исправить). F ϕ | Я я ϕϕFϕ|IIϕ
— Ксавье Лабуз

2
@XavierLabouze: a дал быстрый взгляд на статью, только примечание: доказательство того, что можно вычислить за полиномиальное время, не слишком ясно (для меня)Fϕ
— Марцио Де Биаси

Ответы:


3

Ответ: Да (даже если подмножество некоторой модели )ϕIϕ

Пусть набор предложений, которые происходят от всеми возможными 3-ограниченными разрешениями и подпунктами ( является 3-ограниченным замыканием ). Учитывая предложение, подразумеваемое , существует хотя бы одно подмножество , условия которого подразумевают . Имя такого подмножества. F ϕ ∪ F ϕ | Я R | I F ϕ ∪ F ϕ | I c F ϕ R | Я с р сR|IFϕ∪Fϕ|IR|IFϕ∪Fϕ|IcFϕR|IcRc

Пусть следующее свойство: Для всех подразумеваемых таких, что ,c F ϕ | с | Я | ≤ 3P(k)cFϕ|c|I|≤3

| R c | ≤ k ⇒ c | I ∈ G ϕ | Я ][∃Rc⊆R|I такое, что включается в некоторое выражение|Rc|≤k⇒c|I∈Gϕ|I]

Здесь начинается повторение. Дано подразумеваемое такое, что , т.е. 3-замыкании .F ϕ | с | Я | ≤ 3 с | I ∈ F ϕ | яcFϕ|c|I|≤3c|I∈Fϕ|I

  1. ∃ R c ⊆ R | Я / | R c | = 1 R c = { d } d ∈ F ϕ ∪ F ϕ | Я с с | Я д | I ∈ F ϕ | I F ϕ | I G ϕ | I P ( 1 )k=1 . Если то ( включает ) и относится к (обратите внимание, что любое предложение относится к некоторому предложению ). Таким образом, .∃Rc⊆R|I/|Rc|=1Rc={d}d∈Fϕ∪Fϕ|Icc|Id|I∈Fϕ|IFϕ|IGϕ|IP(1)

  2. Предположим, что для . Если такое, что (и нет другого размера 1, такого что и ) тогда предположим, что где - литералы, не установленные а - подмножество литералов, все оцениваются как 0 в , т.е. , причем не обязательно отличаются. k ≥ 1 ∃ R c ⊆ R | Я | R c | ≤ k + 1 R c c ∉ F ϕ | с | > 3 c = ( α β γ L I ) α , β , γ I L I I ( L I ≠ ∅ ) c | Я =P(k)k≥1∃Rc⊆R|I|Rc|≤k+1Rcc∉Fϕ|c|>3c=(αβγLI)α,β,γILII(LI≠∅)α , β , γc|I=(αβγ)α,β,γ

  3. Удалите предложение из , чтобы , другими словами, чтобы содержал некоторый литерал из (в есть хотя бы одно такое предложение, поскольку ) и . R c | д я | Я | < | д я | ≤ 3 d i L I R c L I ≠ ∅ | д я | Я | ≤ 2diRc|di|I|<|di|≤3diLIRcLI≠∅|di|I|≤2

  4. Размер оставшегося набора равен . Если определенное предложение подразумевается как (где - это подмножество литералов, все оцениваются как 0 в ), то и такое, что . По , затем включена в категорию некоторого п , индуцируя для . ≤ k c ′ = ( α β γ L ′ I ) R c ∖ d i L ′ I I | с ′ | Я | = 3 ∃ R c ′ = R c ∖ d i ⊆ R | Я | R c ′ | ≤ k P ( k ) cRc∖di≤kc′=(αβγLI′)Rc∖diLI′I|c|I′|=3∃Rc′=Rc∖di⊆R|I|Rc′|≤kP(k)∈Gϕ| IP(k+1)cc|I′=(αβγ)∈Gϕ|IP(k+1)c

  5. Если содержит или или то бесполезно подразумевать [некоторый пункт включает] . Тогда подразумевает , вызывая как показано ранее.ˉ α ˉ β ˉ γ d i | I c R c ∖ d i c P ( k + 1 )di|Iα¯β¯γ¯di|IcRc∖dicP(k+1)

  6. Если включает в себя то удовлетворяется для . с | I P ( k + 1 ) cdi|I∈Fϕ|Ic|IP(k+1)c

  7. Если не входит в и не содержит или или то либо либо или , где и и не установлены , а . с | I ˉ α ˉ β ˉ γ d i | I = ( x ) d i | I = ( a x ) d i | I = ( x y ) x y ∉ { α β γ } I a ∈ { α β γ }di|Ic|Iα¯β¯γ¯di|I=(x)di|I=(ax)di|I=(xy)xy ∉{αβγ}Ia∈{αβγ}

    • Если то подразумевает (напомним, что подразумевать определенное предложение означает подразумевать пункт, который включает ). Так как любое разрешение с качестве операнда удаляет из другого операнда, то ни в одном из предложений содержится (так как который является 3-ограниченным замыканием ). Тогда подразумевает , вызываяR c ∖ d i ( ˉ x α β γ L I ) C C d i | I = ( x ) ˉ x R c ∖ d i ˉ x R c ∖ d i ⊆ R | I F ϕ ∪ F ϕ | Я R c ∖ ddi|I=(x)Rc∖di(x¯αβγLI)CCdi|I=(x)x¯Rc∖dix¯Rc∖di⊆R|IFϕ∪Fϕ|I (αβγ L I )P(k+1)Rc∖di(αβγLI)P(k+1) как показано в пункте (4).
    • Если то подразумевает . Замените на в каждом возможном предложении в (если новое предложение добавляется в какое-то предложение в , оставьте вместо этого предложение subsuming. В любом случае заменяющее предложение в ). Назовите результирующий набор ( ). Тогда подразумевает , вызывая как указано выше.R c ∖ d i ( ˉ x α β γ L I ) ˉ x a R c ∖ d i R | Я R | I R c , d i R c , d i ⊆ R | I R c , d i ( α β γ Ldi|I=(ax)Rc∖di(x¯αβγLI)x¯aRc∖diR|IR|IRc,diRc,di⊆R|IRc,diP(k+1)(αβγLI)P(k+1)

    • Если то подразумевает и . Замените на в каждом возможном предложении из (как указано выше, если новое предложение включается в какое-либо предложение в , оставьте вместо него предложение subsuming). Назовите результирующий набор ( ). Тогда подразумевает . Поскольку это также подразумевает то оно подразумевает резольвентуР с ∖ д я ( ˉ х & alpha ; & beta ; & gamma л я ) ( ˉ у & alpha ; & beta ; & gamma л я ) ˉ х у Р с ∖ д я Р | I R c , d i R c , d i ⊆ R | Я р с , дdi|I=(xy)Rc∖di(x¯αβγLI)(y¯αβγLI)x¯yRc∖diR|IRc,diRc,di⊆R|I (yαβγLI)( ˉ y αβγLI)(αβγLI)P(k+1)Rc,di(yαβγLI)(y¯αβγLI)(αβγLI) , индуцирующая .P(k+1)

По этой рекурсии любое предложение 3-замыкании включается в какое-то предложение (также имеет место и другой способ). Тогда соответствует 3-замыканию .F ϕ | I ∈ G ϕ | I G ϕ | I F ϕ | я∈Fϕ|I∈Gϕ|IGϕ|IFϕ|I


-2

Я не понимаю, как можно вычислить за полиномиальное время, потому что само разрешение занимает экспоненциальное время (в худшем случае). Например, предположим, что ваш кандидат 3-CNF формула выглядит следующим образом: Тогда результатом разрешения на будет формула : Таким образом, формула выглядит следующим образом: F 1 F 1 : = { { a , b , c } , { d , e , ¬ c } , { a , ¬ b , f } , { d , e , ¬ f } } F 1 F 2 F 2 : = { { a , b , c } ,FϕF1

F1:={{a,b,c},{d,e,¬c},{a,¬b,f},{d,e,¬f}}
F1F2
F2:={{a,b,c},{d,e,¬c},{a,¬b,f},{d,e,¬f},{a,b,d,e},{a,¬b,d,e},{a,d,e}}
Fϕ
Fϕ:={{a,b,c},{d,e,¬c},{a,¬b,f},{d,e,¬f},{a,d,e}}

Однако, как вы можете видеть, чтобы получить последнее предложение в вы должны сначала получить все четырехзначные предложения. Итак, я не вижу способа избавиться от экспоненциально многих шагов для разрешения. В самом деле, для некоторых проблем, таких как принцип «квадратного отверстия», мы знаем, что разрешение не может решить его менее чем за экспоненциально много шагов (но, честно говоря, насколько я знаю, эти примеры не в форме 3-CNF, а в некотором интеллектуальном разрешении). может существовать, когда входные данные гарантированно будут в форме 3-CNF).Fϕ


Спасибо за ваш ответ - не может быть формулой кандидата в том виде, как она определена: поскольку формула кандидата является соединением всех 3-предложений, удовлетворяемых всеми моделями в , она должна содержать все 3-предложения, которые она подразумевает. ϕF1ϕ
— Ксавье Лабуз
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.