3-SAT问题的局部搜索算法

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在近半个世纪以来,算法研究始终是计算机科学研究的核心内容之一。 作为算法中的经典问题之一,可满足性问题(SAT)是人们证明的最早的NPC问题,它在算法学中的地位非常重要。3-SAT是SAT问题的一个最重要的子问题,3-SAT(3-SATisfiability)问题可以描述为: 给定n个布尔变量和m个合取范式,每一个合取范式中都只含有上述n个布尔变量中的三个变量,问题是我们该怎么样给这,n个布尔变量赋值,使得所有的合取范式的取值都是真?若不能,怎么样赋值才能使尽可能多的合取范式的取值为真? 用计算机算法语言可以描述为: 实例:布尔变量集合U={u1,u2,...,un},U上的项集合C={c1,c2,...cm},满足︱ci︱=3(1≤i≤n),即每一个项ci恰好有三个字母组成。 询问:是否存在UU上的真值指派使C被满足,或者使C中项尽可能多的满足。 对这个问题的研究,到目前为止,最好的精确算法的时间复杂度仍然是O(2n),最好的近似算法的近似度为1.29。本文对这个问题展开了深入的研究,提出了对这个问题的局部搜索算法。 本文简要介绍了以往关于SAT和3-SAT问题的研究结果,并做出如下结果: 1.提出了两个简单的局部搜索算法,并且巧妙的证明了算法近似度分别是1.25和1.25-ε,比过去最好的理论结果(近似度是1.29)还要好,并且比它容易简单的多。 2.采用了简单的数据结构,降低了算法的时间复杂度,算法的时间复杂度分别是O(nm)和O(nm2)。 3.对这一问题的局部搜索算法进行了展望,认为这个局部搜索算法随着所用的时间复杂度的提高,它的近似度会不断的降低,直到时间复杂度提高到O(m22n),它的近似度也等于1。
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