P or NP problem

P类问题是指能被确定性图灵机在多项式时间内解决的问题,而NP类问题是在多项式时间内可验证解的存在,但不确定能否找到解的问题。P是NP的子集。NP完全问题(NPC)是如果这类问题有多项式时间解,则所有NP问题都有。NP难问题即使不在NP中,但其解决意味着NP问题的多项式时间解。PvsNP问题至今未解,关注的是找到解决方案的难度与验证解决方案的难度之间的关系。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

简单介绍

Loosely speaking, the class P is the class of decision problems that can be solved by a deterministic Turing machine using a polynomial amount of computation time, or polynomial time.

NP (nondeterministic polynomial time) is the class of decision problems solvable in polynomial time by a nondeterministic Turing machine.

The P vs. NP problem is to determine whether every language accepted by some nondeterministic algorithm in polynomial time is also accepted by some (deterministic) algorithm in polynomial time.(是否所有能在多项式时间内验证得出正确解的问题,都是具有多项式时间算法的问题。)

P vs. NP: it is open if problems exist where finding a solution is harder than verifying it.

——即:

P问题:多项式时间算法有解(算法的时间复杂度可用多项式表示),可快速计算。(例:冒泡排序——O(n^{2}))

NP问题:多项式时间内不确定是否有解,但在多项式时间可验证解。(例:环路问题)

/*P问题是NP问题的子集*/

NPC问题(NP-complete问题):若此类问题有多项式解,则所有NP问题都有多项式解。

/*NPC问题由所有NP问题约化得到*/

NP-hard问题:可以不属于NP问题,但若NP-hard问题有多项式解,则NP问题都有多项式解。

### NP在计算机科学中的含义 NP(Nondeterministic Polynomial Time)是计算复杂性理论中的一个基本概念,表示“非确定性多项式时间”[^1]。具体来说,NP问题是指那些可以在多项式时间内被验证其解正确性的判定问题。换句话说,如果给定一个问题的候选解,可以在多项式时间内验证该解是否正确,则该问题属于NP类。 #### NPNPC问题的关系 NPC问题(NP-Complete Problem)是NP问题的一个子集,具有以下两个特性: 1. 它本身是一个NP问题。 2. 所有的NP问题都可以在多项式时间内归约到它[^3]。 这意味着,如果能够找到任何一个NPC问题的多项式时间解法,那么所有的NP问题都可以在多项式时间内解决,从而证明P=NP。然而,目前尚未找到这样的解法,因此普遍认为P≠NP[^2]。 #### NP问题的核心特征 NP问题的关键在于其解的验证过程而非求解过程。例如,对于著名的旅行商问题(TSP),如果给出了一条路径及其总长度,可以在多项式时间内验证这条路径是否满足条件并达到指定长度。因此,TSP是一个NP问题[^4]。 #### NPC问题的定义与性质 NPC问题不仅属于NP类,还具有将所有NP问题归约为自身的特性。这种归约通常通过构造映射函数实现,确保原问题的解与目标问题的解具有一一对应关系。例如,布尔可满足性问题(SAT)是第一个被证明为NPC的问题[^3]。 ```python # 示例:验证一个布尔公式的可满足性 def is_satisfiable(formula): # 假设这是一个验证SAT问题的函数 return True # 如果公式可满足返回True # 输入布尔公式 formula = "(x1 OR NOT x2) AND (x2 OR x3)" result = is_satisfiable(formula) print("公式是否可满足:", result) ``` 上述代码展示了如何验证一个布尔公式的可满足性。如果存在一组变量赋值使得公式为真,则该公式是可满足的。 ### 计算复杂性理论的意义 P vs NP问题是计算机科学领域最重要的未解决问题之一。如果能够证明P=NP,则意味着所有NP问题都可以在多项式时间内解决,这将对密码学、优化问题等领域产生颠覆性影响。
评论 2
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值