Hậu quả của sự tồn tại của một thuật toán đa thức mạnh cho lập trình tuyến tính?


31

Một trong những điểm mấu chốt của thiết kế thuật toán là tìm ra thuật toán đa thức mạnh cho lập trình tuyến tính, tức là thuật toán có thời gian chạy bị giới hạn bởi đa thức về số lượng biến và ràng buộc và không phụ thuộc vào kích thước của biểu diễn các tham số (giả sử số học chi phí đơn vị). Sẽ giải quyết câu hỏi này có ý nghĩa bên ngoài các thuật toán tốt hơn cho lập trình tuyến tính? Chẳng hạn, sự tồn tại / không tồn tại của một thuật toán như vậy có gây ra hậu quả gì cho lý thuyết hình học hoặc độ phức tạp không?

Chỉnh sửa: Có lẽ tôi nên làm rõ những gì tôi có nghĩa là hậu quả. Tôi đang tìm kiếm hậu quả toán học hoặc kết quả có điều kiện, ý nghĩa mà được biết đến mức khó tin tại . Ví dụ: "thuật toán đa thức cho LP trong mô hình BSS sẽ phân tách / thu gọn các lớp phức tạp đại số FOO và BAR" hoặc "nếu không có thuật toán đa thức mạnh thì nó sẽ giải quyết các phỏng đoán tương tự về đa giác" hoặc "a thuật toán đa thức mạnh cho bài toán X có thể được coi là LP sẽ có kết quả thú vị blah ". Giả thuyết Hirsch sẽ là một ví dụ tốt, ngoại trừ việc nó chỉ áp dụng nếu đơn giản là đa thức.


3
cũng không cần phải nói rằng kỹ thuật bằng chứng được sử dụng để hiển thị kết quả này có thể còn thú vị hơn kết quả về mặt tác động lâu dài.
Suresh Venkat

Câu trả lời:


28

Điều này sẽ cho thấy các trò chơi chẵn lẻ và có nghĩa là hoàn trả trong P. See Sven Schewe. Từ trò chơi Parity và Payoff đến Lập trình tuyến tính. MFCS 2009.


Xuất sắc. Tôi ước tôi có thể cho cái này nhiều hơn 1 +1. đây là một kết quả rất tuyệt
Suresh Venkat

Ai đó có thể giải thích làm thế nào một thuật toán đa thức mạnh mẽ cho LP sẽ ngụ ý điều này? Schewe xây dựng một thể hiện LP có kích thước đa thức với số lượng lớn gấp đôi theo cấp số nhân. Khỏe. Bây giờ chúng tôi chạy thuật toán thời gian đa thức mạnh mẽ trên nó. Nhưng chúng ta không cần phải mô phỏng các phép toán số học mà thuật toán này tạo ra? Làm thế nào mô phỏng này được thực hiện mà không tốn thời gian siêu đa thức? (nhớ lại các con số theo cấp số nhân gấp đôi; tôi đoán người ta có thể thực hiện thủ thuật còn lại của Trung Quốc, nhưng chúng ta có thể so sánh các số theo cách này trong thời gian đa thức không?).
slimton

2
Z2R

Làm rõ nhận xét trước đây của tôi: nếu có một thuật toán đa thức mạnh cho LP, thì đó là đa thức trong mô hình BSS, trong trường hợp đó, bài báo ngụ ý các trò chơi chẵn lẻ và trả thưởng cũng nằm trong P trong mô hình BSS.
Ian

@Ian: Nói cách khác: câu trả lời này hơi sai lệch (nhưng điều đó không ngăn bạn chấp nhận nó là câu trả lời hợp lệ).
slimton

8

(dn)Ackerman(10000)) ví dụ thuật toán ellipsoid, bên cạnh ý nghĩa lý thuyết của nó, dẫn đến sự phát triển của phương pháp điểm bên trong, trong một số trường hợp nhanh hơn thuật toán đơn giản. Điều này dẫn đến việc tăng tốc đáng kể trong thực tế, vì cả hai phương pháp đều được siết chặt trong giới hạn tối đa của những gì có thể được thực hiện.


3
Nhưng những điều kiện này nắm giữ khá nhiều kết quả lý thuyết: nó có thể có hoặc không hữu ích tùy thuộc vào thời gian chạy, và các kỹ thuật / ý tưởng trong kết quả có thể dẫn đến những tiến bộ trong tương lai.
Ian

Không hẳn vậy. Nếu một số dạng phỏng đoán Hirsch là đúng và bằng chứng mang tính xây dựng, thì nó gần như chắc chắn sẽ dẫn đến việc giải quyết nhanh hơn cho LP. Nói tóm lại, nếu câu hỏi là cụ thể thì ý nghĩa của nó là rõ ràng, và nếu câu hỏi rộng thì nó có thể dẫn đến không có gì. Hoặc đặt nó khác đi, hệ quả chắc chắn duy nhất của thuật toán thời gian đa thức cho LP là chúng ta sẽ hiểu vấn đề tốt hơn chúng ta làm bây giờ.
Sariel Har-Peled

5

Đây là một hệ quả của hình học: Một đa thức mạnh ràng buộc cho bất kỳ biến thể (ngẫu nhiên hoặc xác định) nào của thuật toán đơn giản ngụ ý một đa thức ràng buộc trên đường kính của bất kỳ đồ thị đa giác nào. Điều này ngụ ý rằng "phiên bản đa thức" của phỏng đoán Hirsch là đúng.


6
nhưng không có lý do gì để tin rằng thuật toán thời gian đa thức mạnh mẽ cho LP phải thông qua phương pháp đơn giản. Các phương pháp được biết đến nhiều nhất từ ​​trước đến nay (subexponential) sử dụng chiến lược lấy mẫu ngẫu nhiên + đệ quy.
Suresh Venkat

Rất tiếc. Tôi đã bỏ lỡ điểm.
Shiva Kintali

Điều này chỉ giữ nếu đơn giản là đa thức mạnh. Tôi đang tìm kiếm kết quả giữ chung hơn. Có thể giả thuyết Hirsch đa thức là sai nhưng thuật toán khác là đa thức mạnh, hoặc phỏng đoán Hirsch đa thức là đúng nhưng đơn giản là theo cấp số nhân vì nó không thể tìm thấy một con đường ngắn trong thời gian đa thức.
Ian

@Suresh: Trên thực tế, tôi khá chắc chắn rằng lấy mẫu ngẫu nhiên phụ + chiến lược đệ quy mà bạn đề cập (Clarkson-Matoušek-Sharir-Welzl / Kalai, phải không?) một thuật toán đơn giản kép. (Nhưng điều này không mâu thuẫn với quan điểm của bạn.)
Jeffε

oh chờ đã Không phải Michael Goldwasser đã làm việc đó từ lâu trong một bài viết SIGACT sao? Hừm. Bây giờ tôi cần phải đi và đào.
Suresh Venkat
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.