什麼是NP完全問題?

來源:互聯網
上載者:User

   NP完全問題,是世界七大數學難題之一,排在百萬美元大獎的首位,夠誘惑力吧!咋不求得獎只需要瞭解瞭解它是什麼就可以了。

   什麼是NP完全問題,NP=Non-deterministic Polynomial,也就是多項式複雜程度的非確定性問題, 是不是看漢語翻譯一下子給懵了。沒事,我們慢慢來,要瞭解NP問題,我們先從P問題開始,P就是Polynomial(多項式)的意思。P類問題就是所有複雜度為多項式時間的問題的集合。時間複雜度瞭解吧,我不多講;多項式就是n^k+n^(k-1)+……等等其中k為任意整數(一般不會很大)。這個數看起來很大,其實人類電腦相對都能接受。就怕遇到指數方增長的問題。

    接下來我們探討非確定性問題。什麼是非確定性問題呢?有些計算問題是確定性,比如加減乘除之類,你只要按照公式推導,按部就班一步步來,就可以得到結果。但是,有些問題是無法按部就班直接地計算出來。比如,找大質數的問題。有沒有一個公式,你一套公式,就可以一步步推算出來,下一個質數應該是多少呢?這樣的公式是沒有的。再比如,大的合數分解質因數的問題,有沒有一個公式,把合數代進去,就直接可以算出,它的因子各自是多少?也沒有這樣的公式。這種問題的答案,是無法直接計算得到的,只能通過間接的“猜算”來得到結果。這也就是非確定性問題。而這些問題通常有個演算法,它不能直接告訴你答案是什麼,但可以告訴你,某個可能的結果是正確的答案還是錯誤的。這個可以告訴你“猜算”的答案正確與否的演算法,假如可以在多項式時間內算出來,就叫做多項式非確定性問題。而如果這個問題的所有可能答案,都是可以在多項式時間內進行正確與否的驗算的話,就叫完全多項式非確定問題。

  完全多項式非確定性問題可以用窮舉法得到答案,一個個檢驗下去,最終便能得到結果。但是這樣演算法的複雜程度,是指數關係,因此計算的時間隨問題的複雜程度成指數的增長,很快便變得不可計算了。經典的NP問題有:梵塔問題,推銷員旅行問題等。

    總之理解一句:NP完全問題就是 NP=P?的問題。 

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