zoukankan      html  css  js  c++  java
  • NP问题

    NP问题

    简述:

      一个NP-完全的问题具有如下性质:它可以在多项式时间内求解,当且仅当所有的其他的NP-完全问题也可以在多项式时间内求解。P是所有可在多项式时间内用确定算法求解的判定问题的集合。NP问题是所有可用多项式时间算法验证其猜测准确性的问题的集合。   

      令L1和L2是两个问题,如果有一确定的多项式时间算法求解L1,而这个算法使用了一个在多项 式时间内求解L2的确定算法,则称L1约化为L2。如果可满足性约化为一个问题L,则称L问题是NP-难度的。如果L是NP难度的且L(-NP,则称L是 NP-完全的。NP并不是NON-POLYNOMIAL,把NP说成是NON-POLYNOMIAL,是望文生义,读书不求甚解。事实上,如果你能够证明 某个NP问题是个NON-POLYNOMIAL的问题,你就可以去领那七个百万美元数学大奖中间的一个了。数学上著名的NP问题,完整的叫法是NP完全问题, 也即“NP COMPLETE”问题,简单的写法,是 NP=P?的问题。问题就在这个问号上,到底是NP等于P,还是NP不等于P。证明其中之一,便可以拿百万美元大奖。这个奖还没有人拿到,也就是说,NP 问题到底是Polynomial,还是Non-Polynomial,尚无定论。NP里面的N,不是Non-Polynomial的N,是Non- Deterministic,P代表Polynomial倒是对的。NP就是Non-deterministic Polynomial的问题,也即是多项式复杂程度的非确定性问题。   

      如果一个判定性问题的复杂度是该问题的一个实例规模n的多项式函数,则这种可以在多项式时间内解决的判定性问题属于P类问题。P类问题就是所有复杂度为多项式时间的问题的集合。通俗地称所有复杂度为多项式时间的问题为易解的问题类,否则为难解的问题。   

      有些问题很难找到多项式时间的算法(或许根本不存在),例如“找出无向图中哈米尔顿回路”问 题。但如果给了该问题的一个答案,可以在多项式时间内判断这个答案是否正确。例如说对于哈米尔顿回路问题,给一个任意的回路,很容易判断它是否是哈米尔顿 回路(只要看是不是所有的顶点都在回路中就可以了)。这种可以在多项式时间内验证一个解是否正确的问题成为NP问题,亦称为验证问题类。   

      简单的说,存在多项式时间的算法的一类问题,称之为P类问题;而像梵塔问题,推销员旅行问题等问题,至今没有找到多项式时间算法解的一类问题,称之为NP问题。同时,P类问题是NP问题的一个子集

    非确定性问题的概述

       什么是非确定性问题呢?有些计算问题是确定性的,比如加减乘除之类,你只要按照公式推导,按部就班一步步来,就可以得到结果。但是,有些问题是无法按部 就班直接地计算出来。比如,找大质数的问题。有没有一个公式,你一套公式,就可以一步步推算出来,下一个质数应该是多少呢?这样的公式是没有的。再比如, 大的合数分解质因数的 问题,有没有一个公式,把合数代进去,就直接可以算出,它的因子各自是多少?也没有这样的公式。这种问题的答案,是无法直接计算得到的,只能通过间接的 “猜算”来得到结果。这也就是非确定性问题。而这些问题的通常有个算法,它不能直接告诉你答案是什么,但可以告诉你,某个可能的结果是正确的答案还是错误 的。这个可以告诉你“猜算”的答案正确与否的算法,假如可以在多项式时间内算出来,就叫做多项式非确定性问题。而如果这个问题的所有可能答案,都是可以在 多项式时间内进行正确与否的验算的话,就叫完全多项式非确定问题。完全多项式非确定性问题可以用穷举法得到答案,一个个检验下去,最终便能得到结果。但是 这样算法的复杂程度,是指数关系,因此计算的时间随问题的复杂程度成指数的增长,很快便变得不可计算了。   人们发现,所有的完全多项式非确定性问题,都可以转换为一类叫做满足性问题的逻辑运算问题。既 然这类问题的所有可能答案,都可以在多项式时间内计算,人们於是就猜想,是否这类问题,存在一个确定性算法,可以在指数时间内,直接算出或是搜寻出正确的 答案呢?这就是著名的NP=P?的猜想。解决这个猜想,无非两种可能,一种是找到一个这样的算法,只要针对某个特定NP完全问题找到一个算法,所有这类问 题都可以迎刃而解了,因为他们可以转化为同一个问题。另外的一种可能,就是这样的算法是不存在的。那么就要从数学理论上证明它为什么不存在。   有些看来好像是非多项式的问题,其实是多项式问题,只是人们一时还不知道它的多项式解而已。

  • 相关阅读:
    5个经典的javascript面试问题
    去年的一些面试题
    各种奇妙的hack
    jQuery工作原理解析以及源代码示例
    JavaScript Window
    原生JavaScript技巧大收集(1~10)
    蜘蛛爬虫类程序抓取有防盗链的网站处理 php和wget命令简单破解防盗链网站的功能
    Git SSH Key 生成步骤
    linux下ssh使用rsa认证教程
    linux FTP服务器 VSFTP配置手册
  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/wanghetao/p/2254226.html
Copyright © 2011-2022 走看看