Câu đố Sudoku nhị phân khó đến mức nào?


12

Sudoku là một câu đố nổi tiếng được hoàn thành NP. Nhị phân Sudoku là một biến thể chỉ cho phép các số và . Luật như sau.01

  1. Mỗi hàng và mỗi cột phải chứa một số không và số bằng nhau.
  2. Mỗi hàng và mỗi cột là duy nhất.
  3. Không có hàng hoặc cột nào chứa các bộ ba số 0 hoặc số liên tiếp ( là bộ ba số liên tiếp).111

Đầu vào là một vuông phần điền với số không và những người thân. Để giải quyết các câu đố, mỗi tế bào trong N × N vuông phải được lấp đầy bởi một trong hai 0 hay 1 đồng thời tôn trọng các quy tắc trên. Tôi không thể tìm thấy bất kỳ kết quả hấp dẫn nào để giải câu đố Sudoku nhị phân.N×NN×N01

Làm thế nào khó là giải câu đố Sudoku nhị phân? Là NP-hoàn thành?

Ngoài ra, tôi quan tâm đến sự phức tạp của một vấn đề liên quan.

Cho một điền đầy đủ vuông rằng khía cạnh duy nhất cai trị 1 và 2 ở trên,N×N

thật khó để tìm một hoán vị của các hàng và cột sao cho bình phương kết quả tôn trọng quy tắc 3?


Đây không phải là cùng một vấn đề vì vậy tôi sẽ để lại nhận xét này chứ không phải là một câu trả lời, nhưng có kết quả độ cứng NP cho các bài toán con một chữ số của loại câu đố Sudoku tiêu chuẩn trong bài báo của tôi arxiv.org/abs/1202.5074
David Eppstein

1
Là tác giả của một ứng dụng câu đố nhị phân (vấn đề này), tôi có thể cung cấp cho bạn một quan sát (không phải là bằng chứng): tất cả các trường hợp của câu đố này trong thực tế có thể được giải quyết trong thời gian đa thức, nhưng có những trường hợp dường như không thể giải quyết được theo cách đó, cụ thể là chính xác những trường hợp bạn đạt đến trạng thái trong đó không có quy tắc nào trong ba quy tắc trực tiếp buộc một ô phải lấy một giá trị cụ thể (có vẻ như bạn phải "thử một cái gì đó" và có thể quay lại điểm đó).
harold

Này, tôi đã cố gắng tạo ra một chương trình để giải các câu đố nhị phân ngoại trừ việc tôi có một thời gian khó khăn để hoàn thành các câu đố nhị phân rất khó và sẽ cần một gợi ý để giải quyết nó. Chương trình của tôi có thể dễ dàng thực hiện tất cả các vấn đề nhị phân ngoại trừ những vấn đề rất khó khăn

Câu trả lời:


14

EDIT : Tôi đã nhanh chóng hoàn thành bằng chứng nghiệp dư rằng tôi đã bắt đầu vài tháng trước và không bao giờ kết thúc.

Bạn có thể tải xuống ở định dạng PDF trên blog của tôi ... chưa ai kiểm tra nó, vì vậy những lời bác bỏ, nhận xét và đề xuất đều được chào đón.


Tôi không biết có bằng chứng chính thức hay không, nhưng vài tháng trước tôi đã xây dựng các tiện ích để bắt chước công thức 3-CNF phẳng; ví dụ: các tiện ích OR, SPLIT và TURN là:

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Tôi đã xây dựng / kiểm tra các tiện ích bằng chương trình giải quyết ràng buộc đơn giản.

Tính duy nhất của mỗi hàng / cột (quy tắc 2) có thể đạt được khi đánh dấu chúng bằng một "số nhị phân" duy nhất bằng cách sử dụng khối 2x2 hoạt động như một "chữ số":

01 = 0   10 = 1
10       01

Và số lượng 1 và 0 bằng nhau (quy tắc 3) có thể đạt được phản ánh toàn bộ câu đố và đảo ngược 0 với 1 (sử dụng các bức tường đặc biệt ở giữa cho phép chuyển đổi mà không phá vỡ quy tắc):

  3CNF simulation    |  wall  | 3CNF sim. with  | 0000 (using 2x2 blocks)
                     |        | 0,1 inverted    | 0001
 --------------------+        +-----------------+ 0010
    wall                        wall            | ....
 --------------------+        +-----------------+ ....
  3CNF sim. with     |  wall  | 3CNF simulation |
  0,1 inverted       |        |                 |
 --------------------+--------+-----------------+
 0101 .... (using 2x2 blocks)
 0011 ....
 0000 ....

N×N

{0,1,}N×N


Tôi đoán bạn có nghĩa là SAT phẳng?
Mohammad Al-Turkistany

Ý tôi là Planar loại 1 3CNF (đồ thị lưỡng cực giữa các mệnh đề 3CNF và các biến là phẳng). Một tiện ích được sử dụng để mô phỏng phân công T / F, một tiện ích khác được sử dụng để buộc T trên mỗi mệnh đề, 2 tiện ích OR được sử dụng để mô phỏng hai OR của mỗi mệnh đề và SPLIT để phân tách và "mang" tín hiệu từ các nhiệm vụ các mệnh đề Bây giờ tôi đang cố gắng hoàn thành bài báo, ngay sau khi tôi hoàn thành nó, tôi sẽ đăng liên kết trong câu trả lời.
Marzio De Biasi

Vì vậy, bạn đang giảm từ bài toán SAT đơn cực hai mặt phẳng đơn cực NP-hoàn chỉnh. đúng?
Mohammad Al-Turkistany

Không, "loại 1" có nghĩa là công thức 3CNF phẳng cụ thể được sử dụng (có một chút khác biệt giữa loại 1 và loại 2). Tôi đã sử dụng một mức giảm tương tự để chứng minh tính hoàn chỉnh NP của trò chơi giải đố Lều ; bạn có thể xem bài báo đó, tuy nhiên tôi nghĩ rằng trong 1-2 ngày nữa tôi sẽ xuất bản một bằng chứng đầy đủ về vấn đề sudoku nhị phân - hay còn gọi là câu đố nhị phân (tôi vừa hoàn thành các ảnh chụp nhanh của các tiện ích) (và tôi hy vọng bạn ' sẽ xem nó để xem nó có thực sự hoạt động không :-)
Marzio De Biasi 24/03/13

Chúc may mắn, tôi không thể chờ đợi.
Mohammad Al-Turkistany
Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.