Was sind die bekannten pseudopolynomiellen PSPACE-vollständigen Probleme?

8

Können Sie bitte entweder eine Referenz angeben oder bestimmte Beispiele für PSPACE-vollständige Probleme nennen, die in pseudo-polynomialer Zeit lösbar sind?

Zusätzliche Hinweise:

Definition der Pseudo-Polynom-Zeit: http://en.wikipedia.org/wiki/Pseudo-polynomial_time

Als Antwort auf einige zuvor erwähnte Kommentare. Ich habe früher gefragt, ob es irgendwelche Probleme gibt, die PSPACE-vollständig sind und ein FPTAS haben. Die überraschende Antwort war JA!

Gibt es ein bestimmtes PSPACE Complete-Problem mit einem FPTAS-Algorithmus?

Dies ist daher eine Folgefrage.

(Beachten Sie, dass die EXP-Vermutung für die Komplexitätsklasse NP gilt, es jedoch NP-vollständige Probleme gibt, die in pseudopolynomialer Zeit lösbar sind!)

Nachtrag ... Sasho Nikolov fragte nach FPT und Pspace. Ich weiß, dass es FPT-Probleme gibt, die Pspace, Exp, Exp Space complete usw. sind. Leider habe ich keine Referenzen. Wird korrigiert, wenn ich mich erinnere

Vielen Dank!!!

Zelah

Zelah 02
quelle
2
Die exponentielle Zeithypothese legt nahe, dass solche Probleme schwer zu bekommen sind, aber ich bin kein Experte.
Artem Kaznatcheev
5
Was meinst du mit einem pseudopolynomiellen Problem? Ich habe dafür gestimmt, die Frage als nicht zum Thema gehörend zu schließen, unter der Annahme, dass Sie ein PSPACE-vollständiges Problem gemeint haben, das in pseudopolynomialer Zeit gelöst werden kann (ein solches Problem existiert offensichtlich nicht, wenn PSPACE⊈DTIME [2 ^ (polylog n)], das a ist viel schwächere Hypothese als die exponentielle Zeithypothese). Wenn meine Annahme nicht korrekt ist, kann ich (knapp) meine enge Abstimmung zurücknehmen.
Tsuyoshi Ito
5
@Tsuyoshi, @Artem: Verwechselt ihr Pseudo-Polynom mit Quasi-Polynom?
Robin Kothari
2
@Robin: Ja, ich habe Pseudo-Polynom mit Quasi-Polynom verwechselt. Vielen Dank für den Hinweis.
Tsuyoshi Ito
2
@Robin: War ich auch, mein schlechtes!
Artem Kaznatcheev

Antworten:

4

Betrachten Sie die Teilmengen-Summe. Eine Standardreduktion von 3-SAT erzeugt eine Instanz mit den Werten , wobei, wenn es eine Teilmenge mit der Zielsumme gibt, diese Menge genau eine von x 2 i , x 2 i + 1 für enthält jedes i . Darüber hinaus entspricht die Auswahl von x 2 i der Einstellung der i- ten Variablen in der 3-SAT-Instanz auf true und der Auswahl von x 2 i + 1x0,,x2n+1x2ich,x2ich+1ichx2ichichx2ich+1entspricht der Einstellung false. Sie können diese gleiche Reduktion verwenden , um von quantifizierten 3-SAT zu reduzieren in einer PSPACE-vollständigen , quantifizierte Version von Teilmenge Summe zu führen, , wobei y i entweder gleich x 2 i oder x 2 i + 1 .y0y1ichyich=kyichx2ichx2ich+1

Sie können denselben Pseudo-Polynom-Zeitalgorithmus für die Teilmengen-Summe dieser quantifizierten Version mit einigen geringfügigen Änderungen verwenden. Wir füllen einfach in einer Tabelle aller Summen derart , dass Q i Y i Q i + 1 y i + 1Q n y n Σ n j = i y j = k (wobei jeder Q j entweder oder ). Diese Tabelle hat nur dann eine Polynomgröße, wenn alle Werte polynomiell begrenzt sind, und es ist nicht schwer zu erkennen, wie sie für i ausgefüllt werden sollkQ.ichyichQ.ich+1yich+1Q.nynj=ichnyj=kQ.j die Werte fürgegebenen i - einfach hinzufügen , x 2 ( i - 1 ) und x 2 i - 1 , um alle Werte für i und entweder die Union oder Schnittpunkt dieser Sätze nehmen (zum und Quantifizierer, jeweils).ich- -1ichx2(ich- -1)x2ich- -1ich

Dave
quelle
1

Ist das nicht nur eine Frage der Interpretation? Sei eine Codierung einer Instanz von QBF. Wir können w = 1 x als Zahl interpretieren . Wenn w binär angegeben ist, ist dieses Problem im Wesentlichen QBF. Wenn wir bekommen w in einstelligen, dann haben wir genug Zeit , um die PSPACE Maschine für QBF zu simulieren. (Möglicherweise müssen wir mit einer Polynomzahl von Bits auffüllen, z. B. w = 10 ... 01 x .)x{0,1}}w=1xwww=10 ... 01x

Funktioniert sogar für EXP.

5501
quelle
1
Aber bedeutet Pseudopolynom nicht, dass die Laufzeit in der Größe der Gewichte (und nicht in der Größe der Beschreibung der Gewichte) polynomisch ist, was der Beschreibungsgröße entspricht, wenn die Gewichte unär angegeben sind?
5501
1
@ 5501 Ich meine, dass der Beweis, dass QBF PSPACE-vollständig ist, nicht mehr funktioniert, wenn die Eingabe für QBF unär ist.
Marc Bury
1
@Marc Gille Natürlich ist das Problem das mit den binären Eingaben. Dies ist PSPACE-vollständig. Und ein Pseudopolynomialzeitalgorithmus ist ein Algorithmus, der in Polynomzeit ausgeführt wird, wenn die Gewichte in unär angegeben sind. Wenn Sie eine Knapsack-Instanz mit unären Gewichten haben, funktioniert der NP-Vollständigkeitsnachweis ebenfalls nicht. Kurz gesagt: Vollständigkeit = Gewichte in binären, pseudopolynomiellen Algorithmus = Gewichte in unären.
5501
2
P.
2
Natürlich ist das Problem künstlich. Aber auch die Antwort auf die vorherige Frage war künstlich. Auf der anderen Seite: "Was ist eine gute Definition von natürlich?". Papadimitrious Buch Computational Complexity, Apge 216, ist ziemlich interessant.
5501
1

Mein Lieblingsbeispiel (wegen Grzegorczyk):

G2x+y,xy,(x,y)xyx- -˙yy>x

G2G2

Ben Standeven
quelle