Kompleksitas komputasi vs. hierarki Chomsky

14

Saya bertanya-tanya tentang hubungan antara kompleksitas komputasi dan hierarki Chomsky, secara umum.

Secara khusus, jika saya tahu bahwa beberapa masalah adalah NP-complete, apakah itu mengikuti bahwa bahasa masalah itu tidak bebas konteks?

Misalnya, masalah klik adalah NP-lengkap. Apakah itu mengikuti bahwa bahasa yang sesuai dengan model dengan klik adalah kompleksitas minimal dalam hierarki Chomsky (untuk semua / beberapa cara pengkodean model sebagai string?)

sjmc
sumber
ada banyak hubungan timbal balik yang halus tetapi kebanyakan konsep ortogonal. pada dasarnya masalah yang berbeda tentang setiap kelas bahasa dapat memiliki kompleksitas yang berbeda.
Adapun

Jawaban:

11

Ada empat kelas bahasa dalam hierarki Chomsky:

  1. Bahasa biasa - kelas ini sama dengan atau T I M E ( o ( n log n ) ) (didefinisikan menggunakan mesin pita tunggal, lihat komentar Emil), atau S P A C E ( 0 ) atau S P A C E ( o ( log log n ) ) (sesuai komentar Emil).TIME(n)TsayaM.E(Hai(ncatatann))SPSEBUAHCE(0)SPSEBUAHCE(Hai(catatancatatann))

  2. Bahasa bebas konteks - kelas ini tidak memiliki sifat penutupan yang bagus, jadi alih-alih orang biasanya menganggap LHAIGCFL , kelas bahasa yang logspace-direduksi menjadi bahasa bebas konteks. Diketahui bahwa terletak pada A C 1 (dan, khususnya, dalam P ), dan memiliki masalah lengkap yang bagus yang dijelaskan dalam artikel yang ditautkan.LHAIGCFLSEBUAHC1P

  3. Bahasa yang peka terhadap konteks - kelas ini berhubungan dengan .NSPSEBUAHCE(n)

  4. Tata bahasa tidak terbatas - kelas ini terdiri dari semua bahasa yang dihitung berulang secara rekursif.

Jika suatu bahasa dalam NP-complete maka dengan asumsi P NP, itu tidak bebas konteks. Namun, itu bisa menjadi konteks-sensitif (klik dan SAT keduanya). Bahasa apa pun dalam NP dijelaskan oleh beberapa tata bahasa yang tidak dibatasi.

Yuval Filmus
sumber
Ada banyak bahasa waktu linear tidak teratur. Anda mungkin bermaksud SPACE (0) atau SPACE (o (log log n)).
Emil Jeřábek mendukung Monica
TsayaM.E(f(n))