सन्निकटन की कठोरता - योजक त्रुटि


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एक समृद्ध साहित्य है और बहुसांस्कृतिक त्रुटि के संदर्भ में एनपी-कठिन समस्याओं के लिए सन्निकटन परिणामों की ज्ञात कठोरता को स्थापित करने वाली कम से कम एक बहुत अच्छी पुस्तक है (उदाहरण के लिए शीर्ष आवरण के लिए 2-सन्निकटन यूजीसी मानने वाला इष्टतम है)। इसमें APX, PTAS इत्यादि जैसे अच्छी तरह से समझ में आने वाली जटिलता वर्ग भी शामिल हैं।

एडिटिव एरर पर विचार करने के लिए क्या जाना जाता है? एक साहित्य खोज में कुछ ऊपरी बंधे प्रकार के परिणाम दिखाई देते हैं, जो बिन पैकिंग के लिए सबसे अधिक उल्लेखनीय हैं (उदाहरण के लिए देखें http://www.cs.princeton.edu/courses/archive/spr03/cs594/dpw/lecture2.ps , लेकिन वहां है एक अधिक व्यापक जटिलता वर्ग वर्गीकरण या क्या कोई कारण है कि यह इतना दिलचस्प या प्रासंगिक नहीं है?

एक और टिप्पणी के रूप में, बिन पैकिंग के लिए, उदाहरण के लिए, जहां तक ​​मुझे कोई सैद्धांतिक कारण नहीं पता है कि पॉली टाइम एल्गोरिथ्म जो हमेशा 1 के इष्टतम से एक additive दूरी के भीतर होता है, नहीं पाया जा सकता है (हालांकि मैं सही होने के लिए खड़ा हूं )। क्या ऐसा एल्गोरिथ्म किसी भी जटिलता वर्गों को ध्वस्त करेगा या किसी अन्य महत्वपूर्ण सैद्धांतिक दस्तक पर असर पड़ेगा?

संपादित करें: मुख्य वाक्यांश जिसका मैंने उपयोग नहीं किया वह है "एसिम्प्टोटिक सन्निकटन वर्ग" (धन्यवाद ऑलेक्ज़ेंडर)। ऐसा लगता है कि इस क्षेत्र में कुछ काम है, लेकिन यह अभी तक परिपक्वता के एक ही चरण में नहीं मिला है क्योंकि क्लासिक सन्निकटन वर्गों के सिद्धांत।


आपके द्वारा उल्लिखित पुस्तक का शीर्षक क्या है?
करोलिना सूट्स

2
मुझे यकीन नहीं है कि यह सही है। प्रश्न में लिंक किए गए नोटों के पेज 2 देखें, विशेष रूप से प्रमेय 3 और 4 और प्रमेय के ठीक नीचे बताई गई खुली समस्या। मैं जिस विशेष पुस्तक का उल्लेख कर रहा था, वह है विजय वज़ीरानी द्वारा मान्यता प्राप्त एल्गोरिदम, जो उत्कृष्ट है।
राफेल

फ्रीज़ और कन्नन ( research.microsoft.com/en-us/um/people/kannan/Papers/… ) ने एडिटिव एरर एप्सिलॉन n ^ k के साथ यादृच्छिकता-रहित निरंतर-काल एल्गोरिथ्म दिया, जिसमें ar k k बाधाओं के साथ किसी भी अधिकतम बाधा समस्या।
वॉरेन शूडी

मुझे लगता है कि ऑप्ट + 1 के भीतर बिन पैकिंग अनुमानित है, पूरी तरह से वर्तमान ज्ञान के अनुरूप है। वास्तव में कॉन्फ़िगरेशन एलपी को एडिटिव इंटिग्रिटी गैप 1 होने के लिए अनुमान लगाया गया है (मुझे अनुमान थोड़ा जंगली लगता है, लेकिन कोई ज्ञात काउंटरटेक्स नहीं हैं)।
साशो निकोलेव

जवाबों:


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सवाल कुछ हद तक खुला है, इसलिए मुझे नहीं लगता कि इसका पूरी तरह से जवाब दिया जा सकता है। यह आंशिक उत्तर है।

एक आसान अवलोकन यह है कि जब हम additive सन्निकटन पर विचार करते हैं तो कई समस्याएं निर्बाध होती हैं। उदाहरण के लिए, पारंपरिक रूप से मैक्स -3 एसएटी समस्या का उद्देश्य फ़ंक्शन संतुष्ट खंडों की संख्या है। इस फॉर्मूलेशन में, O-1 के भीतर Max-3SAT को सन्निकटित करना (1) एडिटिव एरर, Max-3SAT को हल करने के बराबर है, बस इसलिए कि ऑब्जेक्टिव फंक्शन को कई बार इनपुट फॉर्मूला कॉपी करके स्केल किया जा सकता है। इस तरह की समस्याओं के लिए गुणात्मक सन्निकटन बहुत अधिक आवश्यक है।

[संपादित करें: पहले के संशोधन में, मैंने पिछले पैराग्राफ में एक उदाहरण के रूप में इंडिपेंडेंट सेट का इस्तेमाल किया था, लेकिन मैंने इसे मैक्स -3 एसएटी में बदल दिया क्योंकि इंडिपेंडेंट सेट मल्टीप्लिडेटिव एंबेडेशन और एडिटिव इम्प्लांटेशन के बीच के अंतर को स्पष्ट करने के लिए एक अच्छा उदाहरण नहीं है। एक O (1) गुणक कारक के भीतर भी स्वतंत्र सेट सन्निकटन भी NP- हार्ड है। वास्तव में, स्वतंत्र सेट के लिए एक बहुत मजबूत अनुपयुक्तता Håstad [Has99]] द्वारा दिखाई गई है।

लेकिन, जैसा कि आपने कहा, बिन पैकिंग जैसी समस्याओं के लिए योजक सन्निकटन दिलचस्प है, जहां हम उद्देश्य फ़ंक्शन को माप नहीं सकते हैं। इसके अलावा, हम अक्सर एक समस्या का सुधार कर सकते हैं ताकि additive सन्निकटन दिलचस्प हो जाए।

उदाहरण के लिए, यदि मैक्स -3 एसएटी के उद्देश्य फ़ंक्शन को कुल खंडों की संतुष्ट संख्याओं के अनुपात के रूप में पुनर्परिभाषित किया जाता है (जैसा कि कभी-कभी किया जाता है), योजक सन्निकटन दिलचस्प हो जाता है। इस रूपरेखा में additive सन्निकटन नहीं कठिन अर्थ है कि एक गुणक कारक 1- भीतर approximability में गुणक सन्निकटन से है ε (0 < ε <1) एक additive त्रुटि के भीतर approximability तात्पर्य ε , इष्टतम मूल्य सबसे 1 पर हमेशा होता है क्योंकि।

एक दिलचस्प तथ्य (जो दुर्भाग्य से अक्सर नजरअंदाज हो जाता है) यह है कि कई अनुचित परिणाम कुछ विशिष्ट समस्याओं की एनपी-पूर्णता साबित करते हैंजो गुणन सन्निकटन के मात्र एनपी-कठोरता से पालन नहीं करता है (पेट्रैंक [पेटा94] और गोल्डीरिच [गोल05, धारा 3] देखें)। Max-3SAT के उदाहरण को जारी रखते हुए, यह Håstad [Has01] द्वारा एक प्रसिद्ध परिणाम है कि यह Max-3SAT को लगभग 7/8 से बेहतर एक स्थिर गुणन कारक के लगभग अनुमानित है। यह परिणाम अकेले यह प्रतीत नहीं करता है कि कुछ थ्रेशोल्ड से परे निरंतर एडिटिव त्रुटि के भीतर मैक्स -3 एसएटी के अनुपात संस्करण को अनुमानित करना एनपी-कठिन है। हालाँकि, Hstadstad [Has01] जो साबित करता है, वह मात्र गुणात्मक अनुपयुक्तता से कहीं अधिक मजबूत है: वह साबित करता है कि निम्नलिखित वादा समस्या NP- हर निरंतर 7/8 < s 1 के लिए पूरी है:

गैप-3SAT रों
उदाहरण : एक CNF सूत्र φ जहां प्रत्येक खंड वास्तव में तीन अलग-अलग चर शामिल है।
हां-वादा : φ संतोषजनक है।
कोई वादा नहीं: कोई भी सत्य असाइनमेंट of के क्लॉज के s अंश से अधिक संतुष्ट नहीं करता है

इससे, हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि अधिकतम 3/AT के अनुपात संस्करण को लगभग 1/8 से बेहतर एडिटिव एरर के भीतर अनुमानित करना एनपी-कठिन है। दूसरी ओर, सामान्य, सरल यादृच्छिक असाइनमेंट एक additive त्रुटि 1/8 के भीतर सन्निकटन देता है। इसलिए, Håstad [Has01] द्वारा परिणाम न केवल इस समस्या के लिए इष्टतम गुणात्मक अनुपयुक्तता देता है, बल्कि इष्टतम additive अनुपयुक्तता भी है। मेरा अनुमान है कि इस तरह के कई additive अनुचित परिणाम हैं जो साहित्य में स्पष्ट रूप से प्रकट नहीं होते हैं।

संदर्भ

[गोल ० ५] ओड गोल्डरेच। वादा समस्याओं पर (शिमोन की स्मृति में एक सर्वेक्षण [1935-2004])। कम्प्यूटेशनल जटिलता पर इलेक्ट्रॉनिक बोलचाल , रिपोर्ट TR05-018, 2005 फरवरी। http://eccc.hpi-web.de/report/2005/018/

[हस९९] जोहान हास्टैड। गुट के भीतर अनुमान लगाने के लिए कठिन है n 1- εएक्टा मैथमेटिका , 182 (1): 105–142, मार्च 1999। http://www.springerlink.com/content/m68h3576646ll648/

[हस ०१] जोहान हास्टैड। कुछ इष्टतम अनुचितता परिणाम। एसीएम की पत्रिका , 48 (4): 798-859, जुलाई 2001. http://doi.acm.org/10.1145/502090.502098

[PET94] इरेज़ पेट्रैंक। सन्निकटन की कठोरता: गैप स्थान। कम्प्यूटेशनल जटिलता , 4 (2): 133-157, अप्रैल 1994। http://dx.doi.org/10.1007/BF01202286


3
एक अन्य उदाहरण के रूप में, मुझे लगता है कि अधिकतम कटौती की समस्या को तैयार करना काफी स्वाभाविक होगा ताकि हम कट में किनारों के अंश को अधिकतम कर सकें। फिर, हमारे पास additive सन्निकटन के लिए सकारात्मक और नकारात्मक दोनों परिणाम हैं।
जूका सूमेला

1
@ जुक्का, क्या आप मैक्स-कट के इस सूत्रीकरण के लिए एक संदर्भ प्रदान कर सकते हैं?
मोहम्मद अल-तुर्कस्टनी

1
बहुत बहुत धन्यवाद। ऐसा लगता है कि यह कम से कम एक सर्वेक्षण की आवश्यकता वाला क्षेत्र है। जटिलता चिड़ियाघर भी additive त्रुटि सन्निकटन वर्गों का उल्लेख नहीं करता है जहां तक ​​मैं देख सकता हूं (हालांकि यह इतना बड़ा है कि मैं कुछ याद कर सकता हूं)।
राफेल

@ राफेल: मुझे एक सर्वेक्षण (या एक सूचक एक) बल्कि उपयोगी मिलेगा। जहाँ तक मैं बता सकता हूँ, लगभग दस साल पहले सन्निकटन एल्गोरिथम कक्षाओं का सर्वेक्षण किया गया था, और मैंने प्रस्तुति को स्पष्ट से दूर पाया।
आंद्रेस सलामोन

6

यह आंशिक उत्तर है

ABSABS

NP

-हर घन ग्राफिक एज 4-रंग बहुपद समय में है, लेकिन बढ़त 3-रंग एनपी-हार्ड है।

ABSP=NP


धन्यवाद। मैंने ध्यान दिया कि ABS जटिलता zoo qwiki.stanford.edu/index.php/Complexity_Zoo:A में सूचीबद्ध नहीं है । क्या आपके पास इसके लिए एक संदर्भ है?
राफेल


क्या मैं यह सोचने में सही हूं कि जटिलता वर्ग के लिए एबीएस नाम सिर्फ एक है जिसे आपने गढ़ा है या क्या इसके लिए कोई संदर्भ है? आपके द्वारा पोस्ट किया गया लिंक इसका उल्लेख नहीं करता है।
राफेल

@ राफेल, नहीं, मैंने एबीएस नाम का सिक्का नहीं चलाया था, मैंने इसे बहुत पहले पढ़ा था।
मोहम्मद अल-तुर्कस्टनी

6

वहाँ हाल ही में एसिम्प्टोटिक सन्निकटन वर्गों और शास्त्रीय समकक्षों के साथ उनकी तुलना पर एक काम है।

एरिक जान वैन लीउवेन और जान वैन लीउवेन। बहुपद-समय स्वीकृति की संरचना । तकनीकी रिपोर्ट UU-CS-2009-034। दिसंबर 2009।

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