Problèmes succincts dans


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L'étude de la représentation succincte des graphiques a été lancée par Galperin et Wigderson dans un article de 1983, où ils prouvent que pour de nombreux problèmes simples comme la recherche d'un triangle dans un graphique, la version succincte correspondante dans -complete. Papadimitriou et Yanakkakis poursuivent cette ligne de recherche et prouvent que pour un problème qui est -complete / -complete, la version succincte correspondante, à savoir Succinct est respectivement, -complete et -complete. (Ils montrent également que si estNPN P P ΠΠNPPΠE X P Π N L Π P S P A C ENEXPEXPΠNL-complete, alors Succinct est -complete.ΠPSPACE

Maintenant ma question est, y a-t-il des problèmes connus pour lesquels, la version succincte correspondante est dans ? Je serais intéressé à connaître d'autres résultats connexes (à la fois positifs et impossibles, le cas échéant) que j'aurais pu manquer ci-dessus. (Je n'ai pas pu trouver quoi que ce soit d'intérêt par une recherche Google, car les mots de recherche comme succinct, représentation, problèmes, graphiques conduisent à presque n'importe quel résultat de complexité! :))PΠP


quel genre de problème recherchez-vous? certaines propriétés de graphes triviaux restent sûrement triviales également dans la version succincte, par exemple la propriété satisfaite par chaque graphique ainsi que la propriété satisfaite par aucun graphique. vous cherchez peut-être une propriété à part ces deux?
Sasho Nikolov

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Je voulais d'abord mentionner que les résultats de Papadimitriou et Yannakakis nécessitent d'être complets pour un type spécial de réduction. (Pourtant, leur résultat peut être appliqué à un grand nombre de problèmes.)
Bruno

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Maintenant à propos de votre question: Puisque vous avez une explosion exponentielle dans la complexité de la version succincte d'un problème (en général), cela impliquerait probablement que votre problème d'origine soit résoluble en temps logarithmique? Mais alors un problème résoluble en temps logarithmique peut en fait être résolu en temps constant. Par conséquent, la version succincte peut également être résolue en temps constant. Je suis tout à fait convaincu que mon "argument" ci-dessus comporte trop de lacunes pour être entièrement correct, mais au moins cela signifie que vos problèmes doivent être très spéciaux au début.
Bruno

@SashoNikolov Naturellement, je recherche des propriétés de graphes non triviales. J'ai trouvé assez surprenant au départ que vérifier si un graphe a un triangle serait -complet! En fait, si vous considérez que le problème de détecter si une chaîne d'entrée a un est exactement le problème de satisfaction du circuit dans le monde du Succint (consultez l'enquête de Ryan sur la tournée occasionnelle de sa borne inférieure pour une discussion intéressante). Cet exemple particulier a été ce qui m'a poussé à penser s'il peut y avoir un problème dont la version succint est en P. 1NP1
Nikhil

@Bruno Je pensais dans le même sens, mais je n'ai pas encore pu donner immédiatement un exemple concret!
Nikhil

Réponses:


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Voici un problème intéressant dont la version succincte a des propriétés intéressantes. Définissez Circuit-Size- comme étant le problème: étant donné une fonction booléenne sous la forme d'une chaîne de bits, cette fonction a-t-elle un circuit de taille au plus ? Notez que ce problème est dans .2 n 2 n / 2 N P2n/22n2n/2NP

Une façon de définir Succinct-Circuit-Size- serait: pour une constante , étant donné un entrée, -size circuit , nous voulons savoir si sa table de vérité est une instance de Circuit-Size- . Mais c'est un problème trivial: toutes les entrées qui sont des circuits réels sont des instances oui. Donc , ce problème est en . k n n k C 2 n / 2 P2n/2knnkC2n/2P

Une manière plus générale de définir Succinct-Circuit-Size- serait: on nous donne un circuit arbitraire et nous voulons savoir si sa table de vérité code pour une instance de Circuit-Size- . Mais si est le nombre d'entrées de , est la taille de et , nous pouvons accepter automatiquement: l'entrée elle-même est un témoin du langage. Sinon, nous avons . Dans ce cas, la longueur d'entrée est déjà énorme, nous pouvons donc essayer toutes les affectations possibles dans C 2 n / 2 n C m C m 2 n / 2 m 2 n / 2 m 2 n m O ( 1 ) N P N P N P2n/2C2n/2nCmCm2n/2m2n/2m2nmO(1)temps, obtenir la table de vérité de la fonction, et maintenant nous revenons au problème origine . C'est donc un problème dans dont la version succincte est également dans .NPNPNP

Ce problème ne serait pas dur ; voir l'article de Kabanets et Cai (http://www.cs.sfu.ca/~kabanets/Research/circuit.html)NP


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c'est très agréable, et déchire toute intuition que je pensais avoir ..
Sasho Nikolov

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Étant donné que même si le graphique représenté par une représentation succincte donnée contient ou non au moins une arête est équivalent au Circuit SAT et donc NP-complet, il est tentant de prétendre que toute propriété intéressante d'une représentation succincte doit être NP-dure sous une définition appropriée de «intéressant». Cette affirmation serait un analogue théoriquement complexe du théorème de Rice . Hélas, trouver l'analogue théorique le plus général de la complexité du théorème de Rice est un problème ouvert , bien qu'il existe des résultats qui donnent certaines formes de tels analogues théoriques de la complexité.


Merci pour le pointeur! Ce fut une excellente réponse de Russell à la question que vous avez liée!
Nikhil

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Je ne voulais pas que ce soit une réponse, mais cela nécessiterait trop de commentaires. J'espère que c'est utile.

ΠΠ2n2n/xx=nO(1)

ΠsΠsΠ

Π


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Dans le théorème de Rice, la clé est que les seules propriétés autorisées sont les propriétés du langage L (M), plutôt que la machine M (pourtant une description de M est l'entrée du problème). Un analogue pour les problèmes de graphe succinct serait quelque chose comme: des propriétés qui ne dépendent que du type d'isomorphisme du graphe.
Joshua Grochow

@JoshuaGrochow semble être une très bonne idée. Cela concerne également mon intuition de complexité de l'arbre de décision (que les propriétés avec la complexité de l'arbre de décision linéaire sont difficiles) via la conjecture d'évasivité, au moins pour les propriétés monotones.
Sasho Nikolov
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