Permutacje z zabronionymi podsekwencjami


15

Niech oznacza zbiór a C (n, k) oznacza zbiór wszystkich kombinacji elementów z bez powtórzeń. Niech będzie liczbą w . Mówimy, że permutacja zestawu pozwala uniknąć jeśli nie ma k-krotki liczb całkowitych taki, że { 1 , . . . , n } k [ n ] p = p 1 p 2 . . . p k k C ( n , k ) π : [ n ] [ n ] [ n ] p i 1 < i 2 < . . . < i k π ([n]{1,...,n}k[n]p=p1p2...pkkC(n,k)π:[n][n][n]pi1<i2<...<ik

π(i1)=p1,π(i2)=p2,...,π(ik)=pk.

Na przykład, jeśli to permutacja 12453 unika 134 jako podsekwencji, podczas gdy permutacja \ mathbf {1} 2 \ mathbf {3} 5 \ mathbf {4} nie.12453 134 1 2 3 5 4n=51245313412354

Pytanie: Niech k będzie stałą. Biorąc pod uwagę zestaw SC(n,k) od k -tuples, znaleźć permutacji π:[n][n] , która pozwala uniknąć każdej k -tuple w S .

  1. Czy istnieje algorytm tego problemu, który jest wielomianowy w |P|a n ? Tutaj n jest podany unarnie. Algorytm działający w czasie nf(k)|P|g(k) byłby w porządku.
  2. Czy jest to problem NP-zupełny?

Wszelkie odniesienia do tego problemu lub sugestie algorytmów są mile widziane. Zauważ, że zdefiniowane powyżej pojęcie unikania permutacji nie jest takie samo, jak pojęcie unikania permutacji, w którym ważny jest tylko względny porządek elementów i który wydaje się być dobrze zbadany w kombinatoryce.


Czy masz na myśli losową permutację i sprawdzenie, czy nie narusza ona żadnych ograniczeń w S? Randomizowany algorytm wielomianu czasu byłby lepszy niż nic. przyjmuje się, że k jest stałą, więc z definicji jest małe. Ale nie rozumiem, jak działałoby to efektywnie, gdyby S miał wiele ograniczeń. Ponieważ w odpowiedzi Davida problemem jest NPC dla k = 3, jestem nieco sceptyczny, że losowy algorytm byłby skuteczny. Czy mógłbyś wyjaśnić trochę swój pomysł?
Mateus de Oliveira Oliveira,

Przepraszam, przeoczyłem, że masz zestaw zabronionych krotek. Nie ma gwarancji, że próbkowanie przy odrzuceniu będzie skuteczne.
DW,

Odpowiedzi:


13

Jest NP-kompletny dla przez redukcję od międzyczasie . W przypadku problemu pośredniczącego, jeden otrzymuje elementów, które mają być całkowicie uporządkowane, a ograniczenia dotyczące niektórych potrójnych elementów zmuszają jeden element potrójnego do umieszczenia między pozostałymi dwoma. W twoim problemie to samo ograniczenie można wymusić, zakazując wszystkich podsekwencji trzech elementów, które nie umieszczają środkowego elementu na środku. Ale wiadomo, że wzajemność jest NP-zupełna: patrz J. Opatrny, Problem z całkowitym uporządkowaniem, SIAM J. Comput. , 8 (1979), s. 111–114.k=3n

Korzystając z naszej strony potwierdzasz, że przeczytałeś(-aś) i rozumiesz nasze zasady używania plików cookie i zasady ochrony prywatności.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.