트리 분석이 쉽지 않은 SAT의 쉬운 사례


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CNF 공식 의 자연적 클래스 가 있습니까 -바람직하게는 문헌에서 이전에 연구 된 것 – 다음과 같은 특성을 갖습니다 :C

  • C F ∈ CC 는 예를 들어 혼 또는 2-CNF와 같은 SAT의 쉬운 경우이다. 즉, 구성원 은 다항식 시간으로 테스트 될 수 있고, 식 는 다항식 시간에서 만족 스러운지 테스트 될 수있다.CF∈C
  • 만족할 수없는 공식 는 짧은 (다항식 크기) 트리 형 해상도 반박을 갖는 것으로 알려져 있지 않습니다. 에 트리와 같은 해상도의 초 다항식 하한이 알려진 만족할 수없는 공식 이 있습니다.CF∈CC
  • 다른 한편으로, 에서 만족할 수없는 공식은 더 강한 증거 시스템, 예를 들어 dag-like resolution 또는 더 강한 시스템에서 짧은 증거를 갖는 것으로 알려져있다.C

, N , N ∈ NC 는 너무 희박하지 않아야합니다. 즉, 마다 (또는 적어도 대부분의 값에 대해) 변수를 가진 많은 수식을 포함해야합니다 . 만족스럽고 만족스럽지 않은 공식을 포함한다는 의미에서 사소하지 않아야합니다.nn∈N

임의의 CNF 공식 를 푸는 다음 접근법 은 의미가 있어야합니다. 잔차 공식 가 있는 부분 할당 st를 찾은 다음 공식에 대한 다항식 시간 알고리즘 을 . 따라서 제한을 적용 한 후 임의의 수식이 완전히 다른 제약 조건이되는 경우는 드물기 때문에 현재 승인 된 답변과 완전히 다른 제약 조건 이외의 다른 답변을 원합니다 .α F α C C F αFαFαCCFα


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Jan, PHP union Horn과 같은 인공적인 예제를 제공하는 것이 여전히 가능하다고 생각합니다. 어떻게 그러한 예를 공식적으로 배제 할 수 있는지 잘 모르겠습니다. 이름이 있고 공부 한 수업을 원하십니까? (ps : 클래스가 충족해야하는 추가 요구 사항에 도움이 될 수있는 클래스를 찾는 이유를 설명하는 경우)
— Kaveh

마지막 문장에 대해 확실하지 않습니다. 비둘기 구멍 문제는 사실과 거짓 공식을 모두 가질 수 있습니다. 일반적으로 그것은 실제 공식 일뿐입니다. 허위 공식이 어디에 있는지 확실하지 않은 사람이 있습니까? 자연의 거짓 비둘기 구멍 공식은 비둘기를 구멍 에 할당하려고 시도하는 것 입니다. , Nn+1n
— vzn

@Kaveh, 당신 말이 맞지만 인공적인 예를 배제 할 수는 없습니다. 나는 질문을 조금 명확히하려고 노력했다.
— Jan Johannsen 2016 년

마지막 편집에서 원하는 조건은 본질적으로 유전 수업을 요구합니다. 완전히 다른 모든 코드를 직접 인코딩하면 SAT 인스턴스의 유전 클래스가 생성됩니다. 아마도 우리가 가지고있는 주요 예 (세 개의 의견 / 답변에서 제안한)가 왜 적합하지 않은지 분명히 알 수 있습니까?
— András Salamon 2016 년

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나는 Jan이 원하는 것은 공식 계열 이 아니라 자연 계열 의 공식 이라고 생각합니다 . 어려움은 "자연"과 "클래스"모두 비공식적 인 개념입니다. 클래스가 될 수있는 한 가지 조건은 표현력이나 클로즈 수준이 필요하므로 PHP와 같은 수식 패밀리는 클래스로 계산되지 않습니다. 그리고 자연 스러움을 위해 수업이 이전에 공부되었거나 이름이 있다면 자연 스러울 것 같습니다.
— Kaveh

답변:


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완전히 다른 제약 조건에 관심이있는 것 같습니다 (마지막 문장이 올바른 방향입니다). 이것들은 비둘기 구멍 원리의 ​​사소한 사례인데, 비둘기의 수가 반드시 구멍의 수보다 클 필요는 없으며, 일부 비둘기는 구멍의 일부에서 금지 될 수도 있습니다.

낮은 차수 다항식 시간으로 일치시켜 모든 다른 제약 조건을 결정할 수 있습니다.

모든 다른 제약 조건이 여러 인코딩 중 하나를 사용하여 SAT 인스턴스로 표현되면 충돌 중심 절 학습은 솔루션이 존재하는 경우 신속하게 솔루션을 찾습니다. 그러나 PHP에 대한 순수한 해결책은 인스턴스가 만족스럽지 않다는 것을 보여주기 위해 초 다수 적으로 많은 절을 만들어야합니다. 이것은보다 일반적인 문제에 대한 분명한 증거입니다. 반면에 Cook의 PHP 인코딩은 다항식 크기의 확장 해상도 반박을 허용합니다.

  • SA Cook, 확장 해상도를 사용한 비둘기 구멍 원리에 대한 짧은 증거 , SIGACT News 8 28–32, 1976. doi : 10.1145 / 1008335.1008338

이 라인을 따라 최근의 작업은 Sergi Oliva 논문 5 장으로 , CCC 2013에서 Alberto Atserias와 논문의 기초를 형성했습니다.

Cook의 고전적인 결과를 알고 있으니 세 번째 조건에서 교정 시스템의 성능을 제한하려고했을까요?


Jan이 CNF를 구체적으로 요구할 때 Jan이 찾고있는 것인지 확실하지 않습니다.
— Mikolas 2016 년

@Mikolas : 당신이 걱정하는 것을 명확히 할 수 있습니까?
— András Salamon

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완전히 다른 제약 조건에 대한 결과가 있으면이 결과가 CNF로 어떻게 변환되는지 명확하지 않습니다. 내가 질문을 이해했을 때, Jan은 CNF가 나무는 어렵지만 다른 것 (예 : dag-res)은 쉽지 않기를 원했다. PHP가 dag-res에도 지수이기 때문에 PHP가 왜 이것의 예가 될 수 있는지는 분명하지 않습니다. (BTW 참조 논문이 깔끔하게 보입니다!)
— Mikolas

@mikolas 내가 질문을 이해했을 때, 가족의 만족스럽고 만족스럽지 않은 사례가 P 시간으로 인식 될 수 있지만 나무 또는 DAG 해상도가 어려워서 추구하는 것입니다. 이제 이것이 모든 논문에서 지적되고 있는지 확신 할 수는 없지만, PHP sat / unsat 인스턴스는 P 시간으로 인식 될 수 있습니다.
— vzn

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왜 왜 공식이 필요한지 잘 모르겠지만 일반과 트리 해상도 사이의 분리에 관한 기사가 있습니다 (예 : [1]). 이것이 당신이 원하는 것입니다.

[1] Ben-Sasson, Eli, Russell Impagliazzo 및 Avi Wigderson. "트리 형 및 일반 해상도의 최적 분리 근처." Combinatorica 24.4 (2004) : 585-603.


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나는 나무와 dag와 같은 해상도 사이의 이러한 분리를 잘 알고 있지만 이것은 하나의 수식 패밀리를 제공합니다. 이것은 내가 피하려고했던 인공적인 예입니다.
— Jan Johannsen 2016 년

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작은 (대수) "대역폭"또는 "트리 폭"을 가진 SAT 공식에 관심이있을 수 있습니다. 이러한 공식은 파티션 간의 통신 경계가 작은 방식으로 재귀 적으로 분할 가능하므로 열거 형 동적 프로그래밍 방식을 사용하여이를 해결할 수 있습니다. 이 주제는 90 년대에 인기가있었습니다. 나는 한때 24,000 개의 정점으로 구성된 작은 나무 폭 그래프에서 하 밀턴주기의 수를 정확히 세었으므로 작은 나무 폭의 #P 문제도 해결할 수 있습니다. Bodlaender는 주요 참조 자료입니다.


적어도 일정한 나무 너비의 공식은 짧은 나무와 같은 해상도 반박을 가지고 있다고 생각합니다. 따라서이 수업이 질문의 요구 사항을 충족시키지 못한다고 생각합니다.
— Jan Johannsen

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이 다음 논문은 어떤 방식으로 요청 된 것에 가깝게 보입니다 (적합하지 않으면 JJ가 이유를 명확히 할 수 있습니다). 이 질문은 참 / 거짓 공식의 부족에 기초하여 PHP (pigeonhole) 인스턴스를 배제하려고하지만 (다른 답변에서 인용 한 것처럼) PHP는 이론 측면에서 가장 잘 연구 된 사례 / 인스턴스 생성기 중 하나이며 만족할만한 공식은 덜 강조 / 연구되는 경우에도 항상 만족스러운 / 만족할 수없는 공식의 생성자였습니다.

"pigeons"가 있고 "holes"가 있는 PHP 은 이면 만족할 수없고 (false) 이면 만족할 수 있습니다. 두 경우 모두를 연구하는 논문에 즉시 익숙하지는 않지만 존재한다고 생각합니다 (어떤 것이라도 듣고 싶습니다). 만족할 수없는 경우 만 연구하는 일부 결과 / 분석은 만족스러운 경우를 포함하도록 자연스럽게 확장됩니다. mnm>nm≤nnmmnm>nm≤n

또 다른 접근법은 더 경험적인 각도로 가서 임의의 인스턴스를 생성하고 (아마도 쉽게 쉬울 수있는 50 % 만족스러운 전이 지점 주변에서) 명시된 기준에 맞게 필터링하는 것입니다. 트리 해상도 / DAG 해상도 또는 "강한 시스템"을 구현해야합니다.


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@Mikolas의 답변과 동일한 의견이 여기에 적용됩니다.
— Jan Johannsen 2016 년

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의견을 이해하지 못하면 추가 정보가 필요합니다. mikolas의 의견을 따르고 있습니다. "Jan은 CNF가 나무를 찾기 힘들지만 다른 것 (예 : dag-res)을 얻기를 원했습니다." "이것은 하나의 공식을 제공합니다"는 무슨 뜻입니까? 귀하의 질문은 수식 제품군을 요구하는 것입니다.
— vzn

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아니요, 제 질문은 수식 클래스를 요구하는 것입니다. 저와의 차이점은 이러한 수식 패밀리는 변수 수당 최대 하나의 수식을 갖는 반면, 적절한 클래스에는 만족스럽고 만족스럽지 않은 변수 중 모든 변수 수에 대해 많은 수식이 있어야한다는 것입니다.
— Jan Johannsen

나는 이미 여러 곳에서 설명했다. 특히, 질문의 마지막 단락을 읽으십시오!
— Jan Johannsen
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