P, NP, NP-complete, NP-hard问题对比

简介: 图片来源于维基百科左图在假设P≠NP的情况下有效,右图在假设P=NP的情况下有效在假定P≠NP的情况下, 有NP问题:可以在多项式时间内被验证的问题。
img_6527ffb70a4a65738ef3338a4a86cc6d.png
图片来源于维基百科

左图在假设P≠NP的情况下有效,右图在假设P=NP的情况下有效

在假定P≠NP的情况下, 有


img_56e1d55cc43c341a1731a5c08da8f3c2.png

img_1e94b06d0876ae780401d0bd83c111da.png

img_36b1f63da6c2febded151344517d7907.png

NP问题:可以在多项式时间内被验证的问题。或者说,可以在非确定性多项式时间内被解决的问题。

即可以在非确定型图灵机上在多项式时间内找出解的问题。NP问题可以在多项式时间内被验证,但是不确定是否可以在多项式时间内找出解。

P问题:可以在多项式时间内被解决的问题。

即可以在确定性图灵机上在多项式时间内找出解的问题。如果一个问题是P问题,那么毫无疑问我们可以在多项式时间内验证它。

NP-Hard问题:如果可以证明某问题有一个子问题是NP-Hard问题,那么该问题是一个NP-Hard问题。

即已知一个NPC问题L',如果我们可以把L'归约为L,则L是NP-Hard。通俗的讲,已经有一个很难的问题L',而L问题比L'更难解决,那么该问题就是NP-Hard问题。NP-Hard问题不确定是否可以在多项式时间内被验证。

NP-Complete问题:如果一个问题已经被证明是一个NP-Hard问题,并且可以证明该问题是一个NP问题,那么该问题是NPC问题。

即已知一个NPC问题L',如果我们可以把L'归约为L,且L可以在多项式时间内被验证,那么L是一个NPC问题。

其中,P, NP, NP-Hard, NP-Complete是不同的复杂性类,用于将所有的算法问题进行分类,以确定当前算法的难度。


多项式时间可解的问题:如果对于某个确定的常数k,存在一个能在O(nk)时间内求解出某具体问题的算法,就说该具体问题是一个多项式时间可解问题。

多项式时间内可被验证的问题:是一个判定问题,答案只有是或否。例如,存在某具体问题,我们猜想该问题有一个可行解x,如果对于某个确定的常数k,存在一个能在O(nk)时间内验证x是否是该具体问题可行解的算法,就说该具体问题是一个多项式时间可被验证的问题。

一般来说,大家往往将多项式时间内可解的问题称作易处理的问题,将超多项式时间内解决的问题称作不易处理的问题。

NPC问题的鼻祖SAT问题:著名的古克-李芬定理(由Leonid Levin与Cook独立证出SAT问题是NPC问题,简化过但依旧艰深的证明在此)。

References:
维基百科:P/NP问题
维基百科:NP-Complete
维基百科:NP-hardness
维基百科:计算复杂性理论
《算法导论》第3版 第34章

tips: 上下标的markdown语法
上标: <sup>上标内容</sup>
下标: <sub>下标内容</sub>  
目录
相关文章
|
JSON 自然语言处理 数据管理
阿里云百炼产品月刊【2024年9月】
阿里云百炼产品月刊【2024年9月】,涵盖本月产品和功能发布、活动,应用实践等内容,帮助您快速了解阿里云百炼产品的最新动态。
1069 0
|
Python
通过Pandas库处理股票收盘价数据,识别最近一次死叉后未出现金叉的具体位置的方法
在金融分析领域,&quot;死叉&quot;指的是短期移动平均线(如MA5)下穿长期移动平均线(如MA10),而&quot;金叉&quot;则相反。本文介绍了一种利用Python编程语言,通过Pandas库处理股票收盘价数据,识别最近一次死叉后未出现金叉的具体位置的方法。该方法首先计算两种移动平均线,接着确定它们的交叉点,最后检查并输出最近一次死叉及其后是否形成了金叉。此技术广泛应用于股市趋势分析。
251 2
|
存储 NoSQL Shell
MongoDB 创建数据库
10月更文挑战第12天
710 4
|
机器学习/深度学习 资源调度 安全
【现代密码学】笔记5--伪随机置换(分组加密)《introduction to modern cryphtography》
【现代密码学】笔记5--伪随机置换(分组加密)《introduction to modern cryphtography》
321 0
|
机器学习/深度学习 数据采集 移动开发
机器学习:盘点最常见的7种数据预处理方法和原理
机器学习:盘点最常见的7种数据预处理方法和原理
3223 0
机器学习:盘点最常见的7种数据预处理方法和原理
|
Python
Python中matplotlib.pyplot柱状图条形图上下或左右边距调整
Python中matplotlib.pyplot柱状图条形图上下或左右边距调整
224 1
|
机器学习/深度学习 算法 Python
【Python机器学习】Sklearn库中Kmeans类、超参数K值确定、特征归一化的讲解(图文解释)
【Python机器学习】Sklearn库中Kmeans类、超参数K值确定、特征归一化的讲解(图文解释)
817 0
|
弹性计算 Linux 开发工具
阿里云学生服务器申请流程与学生认证条件详解
阿里云学生服务器优惠活动:高效计划,可以免费领取一台阿里云服务器,如果你是一名高校学生,想搭建一个linux学习环境、git代码托管服务器,或者创建个人博客网站记录自己的学习成长历程,拥有一台云服务器是很有必要的。阿里云的飞天加速计划3.0——高校计划,面向学生开发者提供免费的云服务器福利,通过学生身份认证及续费任务后,最多可领取7个月免费云服务器ECS资源
924 0
阿里云学生服务器申请流程与学生认证条件详解
|
机器学习/深度学习 算法 Python
12 机器学习 - KNN实现手写数字识别
12 机器学习 - KNN实现手写数字识别
366 0
|
机器学习/深度学习 索引
机器学习中的数学原理——感知机模型
机器学习中的数学原理——感知机模型
890 0
机器学习中的数学原理——感知机模型