By Fagin's Theorem, NP contains precisely those problems that can be described by formulas starting with an existential second-order quantifier, followed by only first-order quantifiers (ESO formulas). Subsequent research refined this result, culminating in powerful theorems that characterize for each possible sequence of first-order quantifiers how difficult the described problem can be. We transfer this line of inquiry to the parameterized setting, where the size of the set quantified by the second-order quantifier is the parameter. Many natural parameterized problems can be described in this way using simple sequences of first-order quantifiers: For the clique or vertex cover problems, two universal first-order quantifiers suffice ("for all pairs of vertices ... must hold"); for the dominating set problem, a universal followed by an existential quantifier suffice ("for all vertices, there is a vertex such that ..."); and so on. We present a complete characterization that states for each possible sequence of first-order quantifiers how high the parameterized complexity of the described problems can be. The uncovered dividing line between quantifier sequences that lead to tractable versus intractable problems is distinct from that known from the classical setting, and it depends on whether the parameter is a lower bound on, an upper bound on, or equal to the size of the quantified set.


翻译:根据费金定理,NP恰好包含那些可由以存在性二阶量词开头、后接仅一阶量词的公式(ESO公式)描述的问题。后续研究深化了这一结论,最终形成了强有力的定理,该定理刻画了每种可能的一阶量词序列所描述问题的难度上限。我们将这一研究方向转移至参数化设定,其中二阶量词所量化的集合的大小即为参数。许多自然参数化问题可通过此类公式结合简单一阶量词序列进行描述:对于团或顶点覆盖问题,两个全称一阶量词即足矣("对任意顶点对……必须成立");对于支配集问题,一个全称量词后接一个存在量词即够("对所有顶点,存在某个顶点使得……"),诸如此类。我们给出一个完整刻画,表明对每种可能的一阶量词序列,所描述问题的参数化复杂度的上限。新发现的可解问题与不可解问题之间的分界线不同于经典设定中的已知分界线,并且取决于参数是量化集合大小的下界、上界还是等于该大小。

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
35+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
61+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
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
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25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
2+阅读 · 2017年12月31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
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+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
0+阅读 · 2014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
Arxiv
17+阅读 · 2023年9月26日
Deep Learning in Video Multi-Object Tracking: A Survey
Arxiv
58+阅读 · 2019年7月31日
VIP会员
最新内容
非对称防御中的自组织临界性:俄乌战争
专知会员服务
1+阅读 · 今天14:36
《战争中的大语言模型监管》
专知会员服务
2+阅读 · 今天14:26
边缘计算的军事应用
专知会员服务
8+阅读 · 8月9日
一种考虑资源机动性的武器目标分配混合算法
专知会员服务
9+阅读 · 8月8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
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
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25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
2+阅读 · 2017年12月31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
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+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
0+阅读 · 2014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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员