정렬 네트워크에 대해 다 항적으로 많은 0-1 시퀀스를 정렬하기에 충분합니까?


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0-1 원칙은 정렬 네트워크가 모든 0-1 시퀀스에 대해 작동하면 모든 숫자 세트에 대해 작동한다고 말합니다. 있는가 네트워크는 S로부터 매 0-1 순서를 정렬하면 그때마다 0-1 서열과의 정렬되도록 크기 S는 다항식 인 N을 ?S⊂{0,1}nSn

예를 들어, 가 최대 2 개의 런 (간격)이 1 인 모든 시퀀스로 구성된 경우 정렬 네트워크 N과 S의 모든 멤버가 N에 의해 ​​정렬 된 경우 N에 의해 ​​정렬되지 않은 시퀀스가 있습니까?S2S

답 : 답과 그 주석에서 볼 수 있듯이 정답은 정렬되지 않은 모든 문자열에 대해 다른 모든 문자열을 정렬하는 정렬 네트워크가 있다는 것입니다. 이에 대한 간단한 증거는 다음과 같습니다. 문자열 이 i < k 이고 s k = 1이 되도록 s i = 0이 되도록하십시오 . s 가 정렬되지 않았 으므로 정렬 후 s k 는 0 이어야합니다 . 비교 (K)를 매와 내가 되는 s의 I를 =s=s1…snsi=0i<ksk=1ssk0ki . 이어서 각 쌍 비교 ( I , J ) 되도록 난 ≠ k는 와 J ≠ K 여러번. 전체 문자열 정렬이 잎을 위해 가능한 제외시켰다 님의 K 에 대한 정렬되지 않은되고, S 등이 기타 특정 문자열 1 '초 이상 의 . 이제 s k 가 s에 들어가야하는 곳을 제외하고 i = n에 대해 s k 를 1로 낮추었습니다. 이것은 s 이외 의 모든 것을 정렬합니다.si=1(i,j)i≠kj≠ksks1sski=n1skss

업데이트 : 네트워크 깊이를 제한하면 어떻게 될지 궁금합니다 .O(log⁡n)


정렬 네트워크의 크기를 의 크기보다 작게 제한해야 할 수 있습니다 . 그렇지 않으면 네트워크가 입력이 S 의 요소 중 하나인지 확인 하고 올바르게 작동하면 그렇지 않으면 잘못 작동합니까? SS
— usul

@ usul : 정렬 네트워크가 그런 것을 확인할 수 있다고 생각하지 않습니다. 어쨌든, 크기가 다항식 인 정렬 네트워크로 작업하는 것은 당연합니다 . n
— domotorp

답변:


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그렇지 않은 것 같습니다. Ian Parberry는 Chung과 Ravikumar의 논문을 참조 하며 모든 비트 열을 1 개만 정렬하는 정렬 네트워크를 재귀 적으로 구성하고 정렬 네트워크를 확인하는 문제는 - N P complete 라고 추론합니다 . 원본 논문을 바로 찾을 수는 없지만 확실히 내 직감과 일치합니다.coNP

추가 편집 : 실제로 정확히 하나의 문자열이 누락 된 네트워크를 찾는 것이 매우 쉽습니다. 놓칠 문자열은 입니다. 이제 마지막 n - 1 비트를 정렬 한 다음 첫 번째 n - 1 비트 를 정렬하는 회로가 필요합니다 . 이 회로는 적어도 2 개의 1로 모든 것을 정렬하고 분명히 0으로 된 문자열을 정렬하며 0으로 시작하는 문자열을 정렬합니다 .(1,0,…,0)n−1n−110


주어진 문자열에 대해 정렬 문자열을 잘못 정렬하는 정렬 네트워크를 구성 할 수 있도록 답변의 정렬 네트워크 예제를 일반화 할 수 있습니까? 하나의 특정 문자열에 대해 수행하는 방법을 보여 주지만 다른 문자열은 어떻습니까?
— DW

가중치 또는 n - 1의 문자열에 대해 확실히 할 수 있지만 임의의 단일 비트 문자열 을 놓칠 수는 없습니다. 1n−1
— Andrew D. King

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1n−1

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More sleuthing: "Strong nondeterministic Turing reduction — a technique for proving intractability" (Chung & Ravikumar) lists the following as Lemma 2.1: given any non-sorted string x, there exists a sorting network of polynomial size that sorts all strings correctly except x. For the proof it refers to "On the size of test sets for sorting and related problems" (Chung & Ravikumar), but I can't seem to find a copy of the latter paper. This would indeed imply that the answer to this question is "No".
— D.W.

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