• 解释一下 P/NP/NPComplete/NPHard 等问题


    1,计算复杂性


    这是描述一种算法需要多少“时间”的度量。(也有空间复杂性,但因为它们能相互转换,所以通常我们就说时间复杂性。)

    对于大小为 n 的输入,我们用含 n 的简化式子来表达。(所谓简化式子,就是忽略系数、常数,仅保留最“大”的那部分。)比如:找出 n 个数中最大的一个。

    很简单,就是把第一个数和第二个比,其中大的那个再和第三个比,依次类推,总共要比 n-1 次,我们记作 O(n) (对于 n 可以是很大很大的情况下,-1可以忽略不计了)。


    再比如:从小到大排好的 n 个数,从中找出等于 x 的那个。

    一种方法是按着顺序从头到尾一个个找,最好情况是第一个就是 x,最坏情况是比较了 n 次直最后一个,因此最坏情况下的计算复杂度也是 O(n)。

    还有一种方法:先取中间那个数和 x 比较,如偏大则在前一半数中找,如偏小则在后一半数中找,每次都是取中间的那个数进行比较,则最坏情况是 lg(n)/lg2。忽略系数lg2,算法复杂度是O(lgn)。

    2,计算复杂性的排序:


    根据含 n 的表达式随 n 增大的增长速度,可以将它们排序:1 < lg(n) < n < nlg(n) < n^2 < ... < n^k (k是常数)< ... < 2^n。最后这个 2 的 n 次方就是级数增长了,读过棋盘上放麦粒故事的人都知道这个增长速度有多快。而之前的那些都是 n 的多项式时间的复杂度。为什么我们在这里忽略所有的系数、常数,例如 2*n^3+9*n^2 可以被简化为 n^3?用集合什么的都能解释,我忘了精确的说法了。如果你还记得微积分的话就想像一下对 (2*n^3+9*n^2)/(n^3) 求导,结果是0,没区别,对不?

    3,P 问题:

    对一个问题,凡是能找到计算复杂度可以表示为多项式的确定算法,这个问题就属于 P (polynomial) 问题。

    4,NP 问题:

    NP 中的 N 是指非确定的(non-deterministic)算法,这是这样一种算法:(1)猜一个答案。(2)验证这个答案是否正确。(3)只要存在某次验证,答案是正确的,则该算法得解。

    NP (non-deterministic polynomial)问题就是指,用这样的非确定的算法,验证步骤(2)有多项式时间的计算复杂度的算法。


    5,问题的归约:

    这……我该用什么术语来解释呢?集合?太难说清了……如果你还记得函数的映射的话就比较容易想象了。

    大致就是这样:找从问题1的所有输入到问题2的所有输入的对应,如果相应的,也能有问题2的所有输出到问题1的所有输出的对应,则若我们找到了问题2的解法,就能通过输入、输出的对应关系,得到问题1的解法。由此我们说问题1可归约到问题2。

    6,NP-Hard:

    有这样一种问题,所有 NP 问题都可以归约到这种问题,我们称之为 NP-hard 问题。


    7,NP完全问题 (NP-Complete):

    如果一个问题既是 NP 问题又是 NP-Hard 问题,则它是 NP-Complete 问题。可满足性问题就是一个 NP 完全问题,此外著名的给图染色、哈密尔顿环、背包、货郎问题都是 NP 完全问题。

    从直觉上说,P<=NP<=NP-Complete<=NP-Hard,问题的难度递增。但目前只能证明 P 属于 NP,究竟 P=NP 还是 P 真包含于 NP 还未知。

  • 相关阅读:
    模拟100 题解
    模拟99 题解
    模拟98 题解
    模拟97 题解
    模拟96 题解
    模拟95 题解
    模拟94 题解
    模拟93 题解
    模拟92 题解
    Django-- 多数据库联用
  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/chaosimple/p/2796388.html
Copyright © 2020-2023  润新知