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整数线性系统重配置问题的三分性

数据结构与算法 2019-11-11 v1

摘要

本文考虑整数线性系统的重配置问题。在该问题中,给定一个整数线性系统 II 及其两个可行解 s\boldsymbol{s}t\boldsymbol{t},要求每次仅改变一个变量的值,同时将 II 的可行解始终保持,从而将 s\boldsymbol{s} 变换为 t\boldsymbol{t}Z(I)Z(I) 是 Kimura 和 Makino(Discrete Applied Mathematics 200:67--78, 2016)引入的复杂度指数,由输入矩阵的符号模式定义。我们基于给定 II 的复杂度指数 Z(I)Z(I) 分析整数线性系统重配置问题的复杂度。然后我们证明该问题:(i) 若 Z(I)<1Z(I)<1 则在常数时间内可解;(ii) 若 Z(I)=1Z(I)=1 则弱 coNP 完全且伪多项式可解;(iii) 若 Z(I)>1Z(I)>1 则 PSPACE 完全。由于 Horn 和双变量奇偶不等式整数线性系统的复杂度指数至多为 1,我们的结果意味着这些系统的重配置属于 coNP 且伪多项式可解。此外,据我们所知,这是首次揭示重配置问题 coNP 完全性的结果。

关键词

引用

@article{arxiv.1911.02786,
  title  = {Trichotomy for the reconfiguration problem of integer linear systems},
  author = {Kei Kimura and Akira Suzuki},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1911.02786},
  year   = {2019}
}

备注

Accepted by WALCOM2020