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PSPACE完全性

/PSPACE-completeness/
条目作者陈翌佳

陈翌佳

最后更新 2024-12-03
浏览 160
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刻画多项式空间PSPACE类中在多项式时间归约下最难的一类问题。

英文名称
PSPACE-completeness
所属学科
计算机科学技术

一个判定问题是多项式空间PSPACE完全(PSPACE-complete)的当且仅当它满足如下两个条件:①该问题属于多项式空间PSPACE类。②所有PSPACE类里的问题都能在多项式时间里归约到该问题。

PSPACE完全的问题可以视为PSPACE类内最难的问题。因此PSPACE=P当且仅当一个PSPACE完全的问题能在多项式时间内判定。类似地PSPACE=NP当且仅当一个PSPACE完全的问题属于NP类。

有很多计算问题是PSPACE完全的,以下是其中最著名的几大类。①推广后的棋类博弈游戏(generalized game)(这里的推广是指博弈的棋盘可以任意大)。亚马逊棋 (amazons)、六贯棋 (hex)、麻将接龙、超级马里奥兄弟游戏 (super Mario Bros)、多项式长度的围棋(即双方棋手在多项式步后停止)、黑白卵石博弈 (black-white pebble game)等。②逻辑问题。量词命题逻辑的可满足性问题(quantified Boolean satisfiability)、一阶逻辑模型检测问题(first-order logic model-checking)、带等词的一阶逻辑判定问题(first-order theory of equality)、二进制串在字典序下的一阶逻辑问题 (first-order theory of binary strings under lexicographic ordering)等。③自动机和形式语言。非确定有限自动机相等判定(equivalence problem for nondeterministic finite automata)、非确定有限自动机最小化(minimizing nondeterministic finite automata)、正则表达式的相等判定(equivalence problems for regular expressions)、线性语法的覆盖问题 (covering of linear grammars)等。④图论。当图以某些方式压缩表示(succinct representations)时,如以布尔电路和有序二元判定图(ordered binary decision diagrams)的方式,很多原来属于的问题都成为完全的。例如连通性问题、平面图判定问题(planarity)、无环问题(acyclicity)、欧拉回路问题(Eulerian path)等。

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