显示为NP的完整问题

从NP-Complete上的维基百科条目:

“证明某个新问题是NP完全的最简单的方法是首先证明它是在NP中,然后将一些已知的NP完全问题归结为NP”

我很确定我明白这一点:如果我有一个问题,我可以证明它是NP-Complete,如果我:

  • 表明它是在NP中(可以在非确定性图灵机上以多项式时间验证问题的解决方案)

  • 证明已知为NP-Complete的问题可以“减少”到新问题中

  • 所以,我的问题是,如何证明第一个NP完全问题是NP完全的? 有一段时间,已知的NP完全问题的集合一定是零,并且这将使得在上述过程中不可能采取步骤2。

    这让我觉得有一种我不知道的证明方法。 要么是这样,要么是由于缺乏已知的多项式时间解决方案,因此对于某些问题可能会“假设”整个NP完全属性。 (实际上,写过这些,如果是这种情况,我不会感到惊讶,但是我希望以某种方式反馈一些guru反馈)。


    库克定理

    类NP可以被定义为在多项式时间内由非确定性图灵机确定的问题类。 这个定理表明,通过用布尔公式对任何非确定性图灵机的操作进行编码, SAT是NP完全的,这样当且仅当该公式是可SATF时,机器才会接受。

    历史上讲,NP完全性的概念是在Richard Karp的开创性论文(组合问题中的可减少性)中引入的,他定义了NP完全性,使用了Cook的定理,并且在一个大镜头中证明了21个NP完全问题。


    为了给你提供证明的精髓(这是几页在Garey&Johnson's Computers和Intractibility中的难题):

    任何计算问题都可以表示为图灵机。

    可以将图灵机作为一个逻辑问题来表达,从而满足一定的复杂性约束。

    因此,如果你可以在多项式时间内解决逻辑问题,你可以用多项式时间解决图灵机问题。

    这一点(以及其他一些考虑)表明,如果您可以在多项式时间内解决逻辑问题,则可以在多项式时间内解决任何NP问题。 这就是NP完全的定义,因此逻辑问题是NP完全的,可以用作其他问题的基础。

    使用的逻辑问题称为可满足性(Satisfiability)(通常缩写为SAT)。 给定一系列形式的条款(A或非B或非C)(由逻辑或命题连接的任意数量的命题和否定命题组成的条款)是否存在将命题的真值赋值给所有命题这些条款是真的吗?

    NP完整性是一个明确的属性。 你对于NP完全问题的怀疑的唯一原因是你认为你可以减少另一个NP完全问题,但是还没有设法找到一个方便的问题或者得到一个证明。

    问题不在于是否存在NP完全问题,或者如何证明问题是NP完全的,但这意味着什么。 目前还没有人提出一个多项式时间算法来解决NP完全问题,没有人证明这种算法不可能存在。 无论P = NP,我们当然没有很好的算法来解决任何NP完全问题。

    这是克莱浦基金会的千年问题之一,所以如果你能提出一个证明,这个证明已经在一些非常聪明的人身上徘徊好几年了,那么你就有一百万美元了。

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