Valued constraint satisfaction problems (VCSPs) are a large class of computational optimisation problems. If the variables of a VCSP take values from a finite domain, then recent results in constraint satisfaction imply that the problem is in P or NP-complete, depending on the set of admitted cost functions. Here we study the larger class of cost functions over countably infinite domains that have an oligomorphic automorphism group. We present a hardness condition based on a generalisation of pp-constructability as known for (classical) CSPs. We also provide a universal-algebraic polynomial-time tractability condition, based on the concept of fractional polymorphisms. We apply our general theory to study the computational complexity of resilience problems in database theory (under bag semantics). We show how to construct, for every fixed conjunctive query (and more generally for every union of conjunctive queries), a set of cost functions with an oligomorphic automorphism group such that the resulting VCSP is polynomial-time equivalent to the resilience problem; we only require that the query is connected and show that this assumption can be made without loss of generality. For the case where the query is acylic, we obtain a complexity dichotomy of the resilience problem, based on the dichotomy for finite-domain VCSPs. To illustrate the utility of our methods, we exemplarily settle the complexity of a (non-acyclic) conjunctive query whose computational complexity remained open in the literature by verifying that it satisfies our tractability condition. We conjecture that for resilience problems, our hardness and tractability conditions match, which would establish a complexity dichotomy for resilience problems for (unions of) conjunctive queries.


翻译:估值约束满足问题(VCSPs)是一大类计算优化问题。若VCSP的变量取值于有限域,则约束满足领域的最新结果表明,根据所允许的成本函数集合,该问题属于P类或NP完全问题。本文研究具有寡同构自同构群的无限可数域上更广义的成本函数类。我们基于经典CSP中已知的pp-可构造性的推广,提出了一个困难性条件。同时,我们利用分数多态性概念,给出了一个泛代数意义下的多项式时间可处理性条件。我们将这一通用理论应用于数据库理论中(基于包语义的)韧性问题的计算复杂性研究。我们证明:对于每个固定合取查询(更一般地,对于每个合取查询的并集),可构造一个具有寡同构自同构群的成本函数集,使得所得的VCSP在多项式时间意义上等价于韧性问题;我们仅要求查询是连通的,并证明该假设不失一般性。当查询为无环查询时,基于有限域VCSP的二分性,我们得到了韧性问题的复杂性二分性。为展示本方法的实用性,我们以文献中计算复杂性尚待解决的(非无环)合取查询为例,验证其满足本文的可处理性条件,从而确定了该查询的复杂性。我们猜想:对于韧性问题,本文的困难性与可处理性条件相匹配,这将为(合取查询及其并集的)韧性问题建立复杂性二分性。

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2024年1月28日
VIP会员
最新内容
《通过小型无人机系统将情报能力“作战化”》
专知会员服务
3+阅读 · 今天7:28
消耗优势:美军的“精确规模化”概念
专知会员服务
7+阅读 · 6月15日
《离线语言支持系统:面向空战战术决策》
专知会员服务
8+阅读 · 6月15日
俄乌战场地面机器人如何改写战争规则
专知会员服务
9+阅读 · 6月14日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
47+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
6+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员