【问题标题】:Can NP-Intermediate exist if P = NP?如果 P = NP,NP-Intermediate 是否存在?
【发布时间】:2010-04-11 21:46:27
【问题描述】:

我的理解是,拉德纳定理基本上是这样的:

P != NP 意味着存在一个集合 NPI,其中 NPI 不在 P 中,并且 NPI 不是 NP 完全的

如果我们假设 P = NP 而不是 P != NP,这个定理会发生什么?我们知道如果 NP Intermediate 不存在,那么 P = NP。但是如果 P = NP,NP Intermediate 是否存在?

【问题讨论】:

    标签: complexity-theory np-complete


    【解决方案1】:

    NPI 必须暗示它在 NP 中,但它不是 NP 完全的。

    如果 P = NP,那么 P 和 NP 中的所有问题都是 NP 完全的,因为任何问题都可以在多项式时间内归约为另一个问题(∅ 和 Σ* 不能是 NP 完全的,因为我们不能映射对他们中的任何一个来说都是一个任意的问题——我们没有任何东西可以映射到正面/负面的情况。但是,由于它们在 P 中,因此出于这个问题的目的,我们不关心它们。)

    由于 NP 中的所有问题都是 NP 完全的,因此 NPI 不存在。

    【讨论】:

    • 那么出于好奇,为什么拉德纳定理使用“如果”而不是“当且仅当”?
    • @Jason:这是个好问题。鉴于为任何 NP 问题构建映射缩减相当容易,这样它就可以在多项式时间内运行(假设 P = NP),也许他认为相反的情况太简单而无法涵盖。当然,也有可能只是一个疏忽,他在制定定理时没有考虑到这一点。
    • @Jason:因为另一个方向是微不足道的。请参阅此处的第 1 段:en.wikipedia.org/wiki/NP-intermediate
    【解决方案2】:

    您错过了 NPI 的一个属性:NPI 的每个元素都在 NP 中(但不在 P 中)。如果 P=NP,这显然是不可能的,所以如果 P=NP,NPI 必须为空。

    【讨论】:

      【解决方案3】:

      如果 P=NP,则假设 NPI 是 NP 的子集,则 NPI 不能存在,因为所有 NP 都在 P 中,因此 NPI 定义中的“不在 P”部分不会存在任何问题。因此,在这种情况下,类 NPI 将为空。

      【讨论】:

        【解决方案4】:

        Ladner 定理在其经典表述中没有说明 P=NP 的情况。

        不幸的是,从基本逻辑来看,$A\rightarrow B$ 没有说明任何关于 $not(A)$... 的内容。

        此外,如果 $P=NP$ 并且 $NP$ 是 Cook-reducible 到 $NP-complete$... 那么这意味着我们在计算中计算的大多数问题(加法、傅立叶变换、排序)都是可约化的例如,子集总和......假设库克定理是有效的。这将是相当令人费解的。

        但是根据拉德纳定理,我们可以对 $P=NP$ 的情况说任何话。

        【讨论】:

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