Кіріспе
Қатынастардың шекті жиыны полиномиялық уақытта немесе НП-толық проблемаларға әкелгенде, компьютерлік күрделілік теориясында, компьютер ғылымының бір саласы, Томас Джером Шефер дәлелдеген Шафердің дихотомия теоремасы, Бульдік домендегі S қатынастары жиынының полиномиялық уақытта немесе НП-толық проблемаларға әкелуі үшін қажетті және жеткілікті шарттарды белгілейді. Бұл теорема дихотомиялық деп аталады, себебі S анықтаған мәселенің күрделілігі P класында немесе NP-толық болады, Ладнер теоремасы бойынша белгілі аралық күрделілік кластарына (P ≠ NP болған жағдайда) қарсы. Шафердің дихотомия теоремасының арнайы жағдайларына SAT-тың (Булдық қанағаттандыру мәселесі) НП-толықтығы және оның екі танымал түрі – 1-in-3 SAT және тең емес 3SAT (көбінесе NAE 3SAT деп белгіленеді) жатады. Шындығында, SAT-тың осы екі түрі үшін Шафердің дихотомия теоремасы олардың монотондық түрлерінің (айнымалылардың жоғалуына рұқсат етілмейтін) де НП-толық екенін көрсетеді.
In computational complexity theory, a branch of computer science, Schaefer's dichotomy theorem, proved by Thomas Jerome Schaefer, states necessary and sufficient conditions under which a finite set S of relations over the Boolean domain yields polynomial time or NP complete problems when the relations of S are used to constrain some of the propositional variables. It is called a dichotomy theorem because the complexity of the problem defined by S is either in P or is NP complete, as opposed to one of the classes of intermediate complexity that is known to exist (assuming P ≠ NP) by Ladner's theorem. Special cases of Schaefer's dichotomy theorem include the NP completeness of SAT (the Boolean satisfiability problem) and its two popular variants 1 in 3 SAT and not all equal 3SAT (often denoted by NAE 3SAT). In fact, for these two variants of SAT, Schaefer's dichotomy theorem shows that their monotone versions (where negations of variables are not allowed) are also NP complete.
Жалпылау
Талдау кейіннен нақтырақ жақсартылды: CSP(Γ) ко-NLOGTIME, L толық, NL толық, ⊕L толық, P толық немесе NP толық жағдайда шешіледі, және Γ берілген кезде, осы жағдайлардың қайсысы орын алатынын полиномиалдық уақытта анықтауға болады. Шефердің дихотомия теоремасы да Бульдік логиканың орнына графтардың пропозициялық логикасын қолдану үшін жалпыланды.
Қатысушы жұмыстар
Егер мәселе #CSP(Γ) арқылы белгіленетін шешімдер санын санау болса, онда Крейню мен Германның екілік домені үшін ұқсас нәтиже бар. Атап айтқанда, Бульдік домендегі S қатынастарының шекті жиынтығы, егер S-тегі әрбір қатынас аффиндік формулалардың конъюнкциясына эквивалентті болса, полиномиалдық уақытта есептелетін қанағаттандыру мәселесін анықтайды. Γ болсын Бульдік домендегі шекті шектеу тілі. Егер #CSP(Γ) мәселесі полиномиалдық уақытта есептелетін болса, онда Γ Мальцев операциясын полиморфизм ретінде қамтиды. Әйтпесе, #CSP(Γ) мәселесі #P-толық болады. Мальцев операциясы m – бұл мына теңдікті орындайтын үштік операция. Мальцев операциясының мысалы – Шафердің жоғарыдағы дихотомия теоремасының қазіргі алгебралық тұжырымдамасындағы Азшылық операциясы. Осылайша, егер Γ Азшылық операциясын полиморфизм ретінде қамтитын болса, онда CSP(Γ) мәселесін полиномиалдық уақытта шешу ғана емес, сонымен қатар #CSP(Γ) мәселесін полиномиалдық уақытта есептеу де мүмкін. Бульдік айнымалылар үшін барлығы 4 Мальцев операциясы бар, олар мен мәндерімен анықталады. Кем симметриялық операцияның мысалы келтірілген. Басқа домендерде, мысалы, топтарда, Мальцев операцияларының мысалдары және болып табылады. Үлкен домендер үшін, тіпті үштік домен үшін де, Γ үшін Мальцев полиморфизмінің болуы #CSP(Γ) мәселесінің шешілуі үшін жеткіліксіз шарт болып табылады. Дегенмен, Γ үшін Мальцев полиморфизмінің болмауы #CSP(Γ) мәселесінің #P-қаттылығын білдіреді.
For larger domains, even for a domain of size three, the existence of a Mal'tsev polymorphism for Γ is an insufficient condition for the tractability of #CSP(Γ). However, the absence of a Mal'tsev polymorphism for Γ implies the #P hardness of #CSP(Γ).