độ phức tạp của ước số chung lớn nhất (gcd)


33

Xem xét bài toán đếm sau (hoặc bài toán quyết định liên quan): Cho hai số nguyên dương được mã hóa dưới dạng nhị phân, tính toán ước số chung lớn nhất của chúng (gcd). Lớp phức tạp nhỏ nhất mà vấn đề này được chứa trong là gì? Bạn có thể cung cấp một tài liệu tham khảo?

Trong câu hỏi này, tôi không quan tâm chủ yếu đến các giới hạn tiệm cận trong thời gian chạy, mà là trong các lớp phức tạp. Là vấn đề trong AC? Nó có thể được chứng minh là không nằm trong AC0? Các lớp phức tạp khác trong P có liên quan ở đây là gì?


3
@Joe: Giải thích của tôi là người hỏi quan tâm đến việc liệu ngôn ngữ {(x, y, i) | bit thứ i của gcd (x, y) là 1} là trong NC, AC0, v.v., nhưng một sự làm rõ của người hỏi sẽ hữu ích.
Tsuyoshi Ito

1
Phải, câu nói của Tsuyoshi về vấn đề quyết định là điều tôi đã nghĩ đến - xin lỗi vì sự mơ hồ. Tuy nhiên, xin vui lòng không tập trung vào các lớp phức tạp mà tôi đề xuất, vì đơn giản là tôi không biết các lớp phức tạp nào có liên quan ở đây. Tôi tò mò về bất kỳ lớp phức tạp không cần thiết nào là tập con của P (hoặc FP, resp.) Có chứa gcd.
Felix Breuer

1
Tôi tò mò về trường hợp số nguyên gaussian. Các tìm kiếm nhanh trên google chỉ ra các cách để điều chỉnh thuật toán euclide thông thường, nhưng không ai trong số họ thảo luận về mối quan hệ giữa các số tự nhiên và số nguyên gaussian. Có bất kỳ thuật toán gcd trên các số tự nhiên cho chúng ta một thuật toán trên các số nguyên gaussian có cùng độ phức tạp không? (Tôi không có ứng dụng, đây hoàn toàn là sự tò mò.) Ngoài ra, có thuật toán ngẫu nhiên hiệu quả nào để tính toán GCD với thời gian chạy dự kiến ​​thấp hơn không?
Ross Snider


1
Liên kết chính xác: mathoverflow.net/questions/44684/ . Cảm ơn đã cảnh báo, Kaveh.
Zsbán Ambrus

Câu trả lời:


44

Đây là một câu hỏi mở lớn trong lý thuyết phức tạp: không biết liệu GCD có thể được tính toán trong NC hay không và không biết liệu tính toán GCD có hoàn thành P hay không. Các thuật toán song song tốt nhất có thời gian chạy song song tuyến tính phụ, một thuật toán như vậy là do Sorenson:

J. Sorenson. Hai thuật toán GCD nhanh . Tạp chí thuật toán, 1994.

Nếu tôi không nhầm, thậm chí còn không biết liệu người ta có thể quyết định xem hai số nguyên có tương đối chính trong NC hay không.


Cảm ơn bạn, đó là những gì tôi muốn biết! Tuy nhiên, nếu ai đó biết các tập hợp con không cần thiết khác của P được biết là có chứa gcd, vui lòng cho tôi biết.
Felix Breuer

15
Kiểm tra nếu hai số nguyên tương đối nguyên tố cũng được mở theo tham chiếu này: Giới hạn tính toán song song , trang 231, bài toán B.5.7.
Robin Kothari

4
Một tài liệu tham khảo gần đây là: Sorenson, Jonathan P. Hiện Một thuật toán GCD song song thời gian tuyến tính ngẫu nhiên cho EREW PRAM. Thư thông tin Xử lý thông tin 110, không. 5 (tháng 2 năm 2010): 198-201. linkshub.elsevier.com/retrieve/pii/S0020019009003640 .
Felix Breuer


3

Bài viết này , được xuất bản năm 2007, nói rằng GCD nguyên nằm trong NC.

Chỉnh sửa: Khẳng định có lẽ là sai. Kiểm tra các ý kiến.


4
Bài báo không bao giờ được xuất bản , nó chỉ được đăng trên trang web của tác giả. Hơn nữa, bản thân tác giả dường như không tin bài báo năm 2007 của mình là đúng, vì ông liệt kê vấn đề là mở trong các bài báo sau này ( cs.cornell.edu/cifts/CS6820/2012sp/Handouts/Sedjelmaci09.pdf ).
Emil Jeřábek hỗ trợ Monica

Không biết rằng. Cảm ơn đã chỉ ra điều đó.
Apoorv Gupta

1
Tôi không nghĩ loại câu trả lời này nên bị hạ thấp.
Alessandro Cosentino
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.