标签:amp span 必须 数学题 简单的 总结 概念 相同 not
2-sat问题是一个逻辑互斥问题,与我们小时候做过的一道数学题一样。
A,B,C三个人中有两个女生,其中如果A为女生,B一定不是女生,而且A与C性别相同,求A,B,C的性别。
这是一道非常简单的题目,我们可以简单分析一下。
我们用\(f[i]=0\)表示\(i\)为女生,\(f[i]=1\)表示\(i\)为男生,那么“如果A为女生,B一定不是女生”这句话可以表示为\(if (f[1]==0) f[2]=1;\)反过来也一样,即若B为女生,A一定不是。同理,“A与C性别相同”这句话就可以表示为\(f[3]=f[1]\)。而这,就是一道最简单的2-sat问题。
那么在此基础上,我们就可以开始分析2-sat了。
SAT是适定性(Satisfiability)问题的简称 。一般形式为k-适定性问题,简称 K-SAT。
可以证明,当\(K>2\)时,K-SAT是NP完全的。因此一般讨论的是k=2的情况,即2-SAT问题。
我们通俗的说,就是给你n个变量\(a_i\),每个变量能且只能取0/1的值。同时给出若干条件,形式诸如\((not)a_i\) opt \((not)a_j = 0/1\),其中opt表示\(and,or,xor\)中的一种
而求解2-SAT的解就是求出满足所有限制的一组a
我们发现,每一个条件如上题中“如果A为女生,B一定不是女生”我们可以考虑将A与B拆点,拆为A为女(\(a_0\))、A为男(\(a_1\))、B为女(\(a_2\))和B为男(\(a_3\))。那么这个条件我们就可以将\(a_1\)向\(a_4\)连一条单向边,\(a_3\)向\(a_2\)连一条单向边。那么当我们发现它成为了环时,准确来说是当\(a_i\)和\(a_{i+1}\)在同一个环中,也就是说某人(hzr)既要当男生又要当女生时,显然是不成立的,此时是无解的。若没有出现这种情况,就说明存在这样一组解。
我们可以举一些简单的例子来总结下连边的规律(用i′表示i的反面):
\(i,j\)不能同时选:选了\(i\)就要选\(j′\),选\(j\)就要选\(i′\)。故\(i \rightarrow j′\),\(j \rightarrow i′\)。一般操作即为\(a_i\) ^ \(a_j=1\)
\(i,j\)必须同时选:选了\(i\)就要选\(j\),选\(j\)就要选\(i\)。故\(i \rightarrow j\),\(j \rightarrow i\)。一般操作即为\(a_i\) ^ \(a_j\)=0
\(i,j\)任选(但至少选一个)选一个:选了\(i\)就要选\(j′\),选j就要选\(i′\),选\(i′\)就要选\(j\),选\(j′\)就要选\(i\)。故\(i \rightarrow j′\),\(j \rightarrow i′\),\(i′ \rightarrow j\),\(j′ \rightarrow i\)。一般操作即为\(a_i\) ^ \(a_j\)=1
\(i\)必须选:直接\(i′\)→\(i\),可以保证无论怎样都选\(i\)。一般操作为给出的\(a_i=1\)或\(a_i\) & \(a_j=1\)
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