稀疏語言

計算複雜性理論裡面,稀疏語言是一種形式語言 (一堆字串的集合字串), 這種語言主要被用來研究NP這類語言與其他種類語言的關係。

基本介紹

  • 中文名:稀疏語言
  • 外文名:Sparse language
  • 本質:一種形式語言
  • 學科:計算機科學
概述,解釋,與其他語言的關係,

概述

在計算複雜性理論裡面,稀疏語言是一種形式語言(一堆字串的集合字串),並且這語言內長度為n的字串個數,被一個n多項式所限制住。
這種語言主要被用來研究NP這類語言與其他種類語言的關係。
包含所有稀疏語言的複雜度類被稱作SPARSE

解釋

稀疏語言會被叫做稀疏的原因是因為,對任何語言,長度為n的字串可能性個數總共有2n個,而如果某特定語言只有包含這一些字串裡面的多項式個數個,那這語言所包含字串的比例會隨著n的成長很快的減少。
所有一元語言都是稀疏語言。
一個稀疏語言比較不單純的例子是,某個語言包含所有恰有k個1(k是某個常數)的二進制字串,對任何長度n,這個語言僅包含
個字串, 而這個數字則被nk給限制住。

與其他語言的關係

SPARSE包含了TALLY(包含所有一元語言的複雜度類),因為TALLY裡面每一種長度的字串至多只有一個。雖然並非所有的P/poly語言都是稀疏語言,但對任何在P/poly裡面的語言均存在一個將之轉換為稀疏語言的多項式時間變換。
在1979年,Fortune 證明若任何稀疏語言是co-NP-完全,則P=NP;Mahaney在1982年利用這個證明了如果任何稀疏語言是NP-完全, 則 P=NP (這就是Mahaney's theorem)。
在1991年, Ogihara和Osamu提出一個基於left-sets的比較簡單的證明。EXPTIMENEXPTIME若且唯若存在任何屬於NP的稀疏語言不屬於P
在1999年,基於之前Ogihara的證明,Jin-Yi Cai和D. Sivakumar證明出若存在任何稀疏語言是P-完全問題,則L=P

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