什么是P和NPP和 NP的发展前景
来源：学生作业帮助网 编辑：六六作业网 时间：2024/12/23 20:26:29
什么是P和NPP和 NP的发展前景
什么是P和NP
P和 NP的发展前景
什么是P和NPP和 NP的发展前景
首先说明一下问题的复杂性和算法的复杂性的区别,下面只考虑时间复杂性.算法的复杂性是指解决问题的一个具体的算法的执行时间,这是算法的性质；问题的复杂性是指这个问题本身的复杂程度,是问题的性质.比如对于排序问题,如果我们只能通过元素间的相互比较来确定元素间的相互位置,而没有其他的附加可用信息,则排序问题的复杂性是O(nlgn),但是排序算法有很多,冒泡法是O(n^2),快速排序平均情况下是O(nlgn)等等,排序问题的复杂性是指在所有的解决该问题的算法中最好算法的复杂性.问题的复杂性不可能通过枚举各种可能算法来得到,一般都是预先估计一个值,然后从理论上证明.为了研究问题的复杂性,我们必须将问题抽象,为了简化问题,我们只考虑一类简单的问题,判定性问题,即提出一个问题,只需要回答yes或者no的问题.任何一般的最优化问题都可以转化为一系列判定性问题,比如求图中从A到B的最短路径,可以转化成：从A到B是否有长度为1的路径?从A到B是否有长度为2的路径?.从A到B是否有长度为k的路径?如果问到了k的时候回答了yes,则停止发问,我们可以说从A到B的最短路径就是k.如果一个判定性问题的复杂度是该问题的一个实例的规模n的多项式函数,则我们说这种可以在多项式时间内解决的判定性问题属于P类问题.P类问题就是所有复杂度为多项式时间的问题的集合.然而有些问题很难找到多项式时间的算法（或许根本不存在）,比如找出无向图中的哈米尔顿回路问题,但是我们发现如果给了我们该问题的一个答案,我们可以在多项式时间内判断这个答案是否正确.比如说对于哈米尔顿回路问题,给一个任意的回路,我们很容易判断他是否是哈米尔顿回路（只要看是不是所有的顶点都在回路中就可以了）.这种可以在多项式时间内验证一个解是否正确的问题称为NP问题.显然,所有的P类问题都是属于NP问题的,但是现在的问题是,P是否等于NP?这个问题至今还未解决.注意,NP问题不一定都是难解的问题,比如简单的数组排序问题是P类问题,但是P属于NP,所以也是NP问题,你能说他很难解么?刚才说了,现在还不知道是否有P=NP或者PNP,但是后来人们发现还有一系列的特殊NP问题,这类问题的特殊性质使得很多人相信PNP,只不过现在还无法证明.这类特殊的NP问题就是NP完全问题（NPC问题,C代表complete）.NPC问题存在着一个令人惊讶的性质,即如果一个NPC问题存在多项式时间的算法,则所有的NP问题都可以在多项式时间内求解,即P=NP成立!这是因为,每一个NPC问题可以在多项式时间内转化成任何一个NP问题.比如前面说的哈米尔顿回路问题就是一个NPC问题.NPC问题的历史并不久,cook在1971年找到了第一个NPC问题,此后人们又陆续发现很多NPC问题,现在可能已经有3000多个了.所以,我们一般认为NPC问题是难解的问题,因为他不太可能存在一个多项式时间的算法（如果存在则所有的NP问题都存在多项式时间算法,这太不可思议了,但是也不是不可能）.类似哈米尔顿回路/路径问题,货郎担问题,集团问题,最小边覆盖问题（注意和路径覆盖的区别）,等等很多问题都是NPC问题,所以都是难解的问题.