【计算理论】计算复杂性 ( 多项式等价引入 | 多项式时间规约 )
文章目錄
- 一、多項(xiàng)式等價(jià)引入
- 二、多項(xiàng)式時(shí)間規(guī)約
一、多項(xiàng)式等價(jià)引入
計(jì)算復(fù)雜度 : 比較兩個(gè)計(jì)算問(wèn)題的復(fù)雜程度 , 首先求計(jì)算問(wèn)題 時(shí)間復(fù)雜度的數(shù)量級(jí) , 比較兩個(gè)數(shù)量級(jí)的大小 , 進(jìn)而得出 哪個(gè)計(jì)算問(wèn)題的算法是更快的 ;
多項(xiàng)式等價(jià) : 兩個(gè)計(jì)算問(wèn)題 , 如果要對(duì)比出它們中哪個(gè)計(jì)算問(wèn)題更復(fù)雜一些 , 就需要使用到 多項(xiàng)式等價(jià) ;
計(jì)算復(fù)雜度 是針對(duì)同一個(gè)計(jì)算問(wèn)題 , 不同的計(jì)算模型所花費(fèi)的時(shí)間 ;
多項(xiàng)式等價(jià) 是針對(duì)兩個(gè)不同的計(jì)算問(wèn)題 , 對(duì)比二者計(jì)算復(fù)雜度的差異 ;
集合論中 , 對(duì)比兩個(gè)集合的大小 , 如果兩個(gè)集合中的元素都存在一一映射 , 就說(shuō)明兩個(gè)集合是相等的 ;
自然數(shù)集 與 偶數(shù)集 , 這兩個(gè)集合每個(gè)元素之間都存在一一映射 , 這兩個(gè)集合的大小是一樣大的 ;
二、多項(xiàng)式時(shí)間規(guī)約
多項(xiàng)式時(shí)間規(guī)約 :
給定兩個(gè)語(yǔ)言 , 分別是 L\rm LL , 和 L′\rm L'L′ , 比較這兩個(gè)語(yǔ)言的難易程度 ;
( 語(yǔ)言相當(dāng)于算法 )
引入一個(gè)概念 , 多項(xiàng)式時(shí)間規(guī)約 , 記做 L≤L′\rm L \leq L'L≤L′ ,
上述寫(xiě)法的含義是 : L\rm LL 語(yǔ)言的難易程度 , 不會(huì)超過(guò) L′\rm L'L′ 的難易程度 ,
存在一個(gè) 多項(xiàng)式時(shí)間可計(jì)算函數(shù) f:∑?→∑?\rm f : \sum^* \to \sum^*f:∑?→∑? , 使得 w\rm ww 字符串如果屬于 L\rm LL 語(yǔ)言 , 當(dāng)且僅當(dāng) f(w)\rm f(w)f(w) 屬于 L′\rm L'L′ ,
記做 : w∈L?f(w)∈L′\rm w \in L \Leftrightarrow f(w) \in L'w∈L?f(w)∈L′
核心問(wèn)題是 判定字符串 w\rm ww 是否屬于 L\rm LL 語(yǔ)言 ,
可以將該問(wèn)題 , 規(guī)約到 L′\rm L'L′ 語(yǔ)言上 ,
將 w\rm ww 字符串輸入到 多項(xiàng)式時(shí)間可計(jì)算函數(shù) f\rm ff 中 , 判定其輸出 f(w)\rm f(w)f(w) 是否屬于 L′\rm L'L′ 語(yǔ)言 ,
可以 將 L\rm LL 的接受問(wèn)題 , 轉(zhuǎn)化為 L′\rm L'L′ 的接受問(wèn)題 ,
其連接的橋梁是 多項(xiàng)式時(shí)間可計(jì)算函數(shù) f\rm ff ;
多項(xiàng)式時(shí)間可計(jì)算函數(shù) f\rm ff 是一個(gè) 圖靈機(jī) ;
總結(jié)
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