Gramatyka kontekstowa dla SAT?


16

Według klasycznego wyniku Kurody, klasa złożoności NSPACE [ ]n (znana również jako NLIN-SPACE) jest właśnie klasą CSL języków kontekstowych . Problem satysfakcji SAT występuje w NSPACE [ ], ponieważ domysły o liniowym rozmiarze dla rozwiązania można sprawdzić z co najwyżej liniowym obciążeniem dla księgowości. Oznacza to, że SAT musi mieć gramatykę kontekstową (CSG).n

Czy ktoś próbował dostarczyć CSG dla SAT?

Zdaję sobie sprawę, że wiele pytań związanych z CSL jest nierozstrzygalnych (na przykład decydowanie, czy dany CSG generuje pusty język). Nawet biorąc pod uwagę CSG dla SAT, nadal trzeba by pokonać przeszkodę, że decydowanie o członkostwie w języku podanym przez CSG jest w zasadzie kompletne z PSPACE. Ale może się zdarzyć, że problem członkostwa w CSG, który definiuje SAT, występuje w NP, z powodu jakiejś specjalnej struktury języka. Przeredagowanie, aby odpowiedzieć na komentarz MCH: Ale może się zdarzyć, że problem członkostwa w CSG, który definiuje SAT, może być pokazany w NP ze względu na jakąś specjalną strukturę gramatyki, a nie dlatego, że już wiemy, że musi być NP.


Wyjaśnienie:

Zamierzonym celem jest tutaj specjalna funkcja gramatyki dla SAT, która pozwala na rozpoznanie jej przez maszynę NTIME [poli ( )], a nie przez NSPACE [ ] DTIME [ ] uwiązany.nn⊆2)O(n)

Dowód twierdzenia 3 w pracy Landwebera z 1963 r. Konstruuje CSG z automatu ograniczonego liniowo. (Kuroda podał odwrotnie, konstruując automat związany z liniami dla dowolnego CSG.) Jednak procedura Landwebera nie wydaje się dostarczać gramatyki dla SAT, która ma specjalną formę: wszystkie urządzenia rozpoznające NSPACE [ ] są traktowane w ten sam ogólny sposób. Innymi słowy, nie jest jasne, dlaczego SAT CSG powinien mieć problem z członkostwem NP, a nie być ukończony PSPACE. Miałem nadzieję na bardziej jednoznaczną konstrukcję, która wykorzystywałaby NP-SAT w jakiś istotny sposób.n

Być może lepszym, bardziej precyzyjnym pytaniem jest, czy:

  1. istnieje automat z ograniczeniem liniowym, który rozpoznaje SAT,
  2. z którego można wydobyć CSG,
  3. więc język zdefiniowany przez CSG jest w NP z powodu jakiejś cechy gramatyki (a nie dlatego, że już wiemy, że jest w NP)?

W ciągu pięciu dekad z pewnością ktoś próbował to zrobić! Ponieważ nie mogę znaleźć niczego opublikowanego w ten sposób, chciałbym zrozumieć, dlaczego to podejście nie zadziałało, lub wskaźnik do pracy, za którym tęskniłem.


5
Nie rozumiem. Czy nie możesz po prostu wykonać dowodu i wyprodukować CSG dla SAT? Czy to nie jest konstruktywne? Również w ostatnim zdaniu: „może być tak, że problem członkostwa w CSG, który definiuje SAT, występuje w NP”, dotyczy NP, ponieważ problemem członkostwa jest tylko SAT, czyli NP.
— MCH

1
@MCH: Dziękuję za komentarz, mam nadzieję, że edycja wyjaśni pytanie.
— András Salamon

brzmi to jak inny sposób na sformułowanie tego, może wyglądać tak: istnieją CSL / CSG, które są rozpoznawalne w czasie NP w (w przeciwieństwie do PSPACE w ogólnym przypadku) na podstawie konwersji SAT. co jest specjalnego w ich „strukturze”, która na to pozwala? konwersja SAT do CSL / CSG może dać „podpowiedź”, ale nie jest to konieczne. podać bardziej ogólne kryteria. innymi słowy, biorąc pod uwagę arbitralny CSL / CSG, czy istnieją jakieś kryteria wskazujące, że jego rozpoznanie jest faktycznie w NP?
— vzn

Odpowiedzi:


9

Choć nie konstruuje bezpośrednio gramatyki kontekstowej dla SAT, poniższy artykuł może rzucić nieco światła.

Rundy WC, złożoność rozpoznawania w językach pośrednich , teoria przełączania i automatu, 1973, 145-158 http://dx.doi.org/10.1109/SWAT.1973.5

Artykuł Roundsa podaje jednokierunkowy niedeterministyczny automat stosu (1-NSA) rozpoznający SAT, a następnie pokazuje problem członkostwa w 1-NSA (i jego odpowiednim nadzbirze, Indeksowana gramatyka Aho) jest ogólnie w NP. Innymi słowy, SAT jako automat CSL / liniowy jest wyjątkowy, ponieważ wykorzystuje swoją pamięć tylko jako stos.


4
Dzięki, dokładnie tego szukałem! Rounds pokazuje, że SAT jest językiem stosu jednokierunkowego, językiem indeksowanym i językiem przetwornika drzewa, co daje trzy różne teoretyczne powody, dla których jest on wyjątkowy.
— András Salamon,

więc może „wystarczające”, ale nie jest od razu jasne, czy warunki te są konieczne (aby rozpoznanie CSL / CSG było w NP). więc wydaje mi się, że twoje ogólne pytanie może nie być zbytnio badane. CSL / CSG wydają się nie mieć za sobą wielu badań.
— dniu

dalej się nad tym zastanowić. jego problemem jest ogólnie postać „rozpoznawania języka w większej klasie Y, w rzeczywistości w mniejszej klasie językowej X”. dla Y = CFG i X = RLs (zwykły język) problem jest nierozstrzygalny, patrz np. czy to cfg definiuje zwykły język . dlatego też Y = CSL i X = NP wydają się być w ogóle nierozstrzygalne.
— vzn
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.