1.3.3 时间无关模式下求解NP难问题

1.3.3 时间无关模式下求解NP难问题

定义1.5:对于一个二元组的判定性问题X=(IX,θX),IX是有限字母表上的一个语言,它的元素称为例子。θX是IX上的全局布尔函数。Π={Π(n)|n∈N}表示一族识别膜系统。

对于一个判定性问题,其结果为“yes”或者“no”。在问题X上有一对多项式可计算函数(cod;s)。令Π={Π(n,e)|n∈N}是一族识别时间膜系统,系统中规则的执行时间由时间映射e确定。Π计算实例的解,并且解的正确性不依赖于规则的执行时间,则该解称为问题X由系统Π计算出的时间无关解。

定义1.6:一个判定性问题X=(IX,θX)在多项式RS步内被一族识别时间膜系统Π={Π(n)|n∈N}以统一的方式解决,需要满足以下条件:

(1)系统族Π的图灵机在多项式时间内是统一的;也就是说对于系统Π(n),存在一个确定性图灵机,可以在多项式时间内工作,构建的系统仅仅与问题的大小有关。

(2)e为任意的时间映射,在IX上存在一个多项式时间的计算函数对(cod,s),使得:

①对于任意一个例子u∈IX,s(u)是一个自然数,cod(u)作为系统Π(s(n))的一个输入多重集;

②系统族Π是关于(X,cod,s)时间无关充分的,即对每一个算例u∈IX,都存在一个带输入cod(u)的系统Π(s(u),e)接受的计算,则θX(u)=1;

③系统族Π对于(X,cod,s)是时间无关计算完备的,即对每一个算例u∈IX,并且满足θX(u)=1,那么带输入cod(u)系统Π(s(u),e)的每一个计算都是一个接受的计算;

④系统族Π是关于(X,cod,s)时间无关多项式有界的,即对每一个u∈IX,存在一个多项式函数p(n),带输入cod(u)系统Π(s(u),e)的所有计算在p(|u|)RS步内停止。

上述(1)(2)条件满足了,就称系统族Π是求解某个判定性问题的一个时间无关统一解。统一方法与半统一方法相比,半统一方法是对一个具体的例子进行求解,而统一方法可以解决任意给定大小的例子。对于判定性问题的时间无关半统一解的定义与定义1.6类似,因此就不再对其进行描述。