Puzzle de bâtons de coupe


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Problème: on nous donne un ensemble de bâtons ayant tous des longueurs entières. La somme totale de leurs longueurs est n (n + 1) / 2.

Pouvons-nous les casser pour obtenir des bâtons de taille en temps polynomial? 1,2,,n

Étonnamment, la seule référence que je trouve pour ce problème est cette ancienne discussion:

http://www.iwriteiam.nl/cutsticks.html

Que sait-on d'autre du problème? Pouvons-nous prouver que le problème est «dans les limbes»?

Mise à jour: Le problème des bâtons de coupe a la contrainte que chaque bâton est long d' au moins unités. (Voir les commentaires et la réponse de Tsuyoshi pour le cas non contraint).n


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La formulation du problème dans le lien que vous avez donné a l'exigence supplémentaire suivante, avec laquelle le problème semble avoir plus de sens: "Aucun des bâtons n'est plus court que ." n
Jukka Suomela

C'est un problème non résolu de déterminer si cela est toujours possible.
Emil

@Emil: Avez-vous une référence? Quelque chose de plus récent que l'ancienne discussion (1995) liée au PO?
Jukka Suomela

@Jukka Mon erreur. J'ai oublié de le mentionner car j'avais l'impression que le problème ne changera pas de manière significative avec cette contrainte. Quoi qu'il en soit, je suis heureux car la réponse de Tsuyoshi a engendré une question intéressante.
Jagadish

c'est un problème assez net, mais le titre est trompeur. Cela suggère qu'il s'agit d'un problème de théorie de la complexité, alors que c'est vraiment un casse-tête d'algorithmes sympas tout comme le problème de non-brassage. Vous devriez peut-être reformuler le titre.
Suresh Venkat

Réponses:


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Attention: Comme Jukka Suomela a commenté la question, la page liée à la question concerne un problème différent du problème indiqué dans la question en ce que le problème sur la page a une restriction que les longueurs des bâtons donnés sont supérieures ou égales à n. Cette réponse concerne le problème sans cette restriction. Étant donné que le commentaire d'Emil sur la question fait référence au problème de la restriction, il n'y a pas de contradiction entre son commentaire et la réponse suivante.


Le problème est NP-complet, même si les nombres sont donnés en unaire.

Le problème des 3 partitions est le problème suivant:
Instance : entiers positifs a 1 ,…, a n en unaire, où n = 3m et la somme des n entiers est égale à mB, de sorte que chaque a i satisfait B / 4 < a i <B / 2.
Question : Les entiers a 1 ,…, a n peuvent-ils être partitionnés en m multisets de sorte que la somme de chaque multiset soit égale à B?

Le problème des 3 partitions est NP-complet même si un 1 ,…, un n sont tous distincts [HWW08] (merci à Serge Gaspers de m'en avoir parlé ). Il est possible de réduire cette version restreinte du problème des 3 partitions au problème en question comme suit.

Supposons que l'on nous donne une instance du problème à 3 partitions composé d'entiers positifs distincts a 1 ,…, a n . Soit m = n / 3 et B = (a 1 +… + a n ) / m, et soit N le maximum parmi a i . Considérons l'instance suivante du problème de bâton: l'instance se compose d'un bâton de longueur k pour chaque k∈ {1,…, N} ∖ {a 1 ,…, a n } et m bâtons de longueur B. En utilisant le fait que chaque a i satisfait a i > B / 4 ≥ N / 2, il est facile de prouver que ce problème de stick a une solution si et seulement si l'instance du problème à 3 partitions a une solution.

Les références

[HWW08] Heather Hulett, Todd G. Will, Gerhard J. Woeginger. Réalisations Multigraph de séquences de degrés: la maximisation est facile, la minimisation est difficile. Lettres de recherche opérationnelle , 36 (5): 594–596, septembre 2008. http://dx.doi.org/10.1016/j.orl.2008.05.004


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Je ne sais pas si le problème des 3 partitions reste NP-complet ou non si les nombres sont distincts, et je pose des questions à ce sujet: cstheory.stackexchange.com/questions/716/…
Tsuyoshi Ito

Serge Gaspers m'a dit que oui (merci!). J'ai simplifié la preuve en l'utilisant.
Tsuyoshi Ito
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