探索P与NP复杂性的关键命题:逻辑关系与区分性

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本文主要探讨了NP和oNP集合在复杂性理论中的可分性以及它们与其他重要命题如P=NP、P=UP的关系。作者约翰·罗杰斯专注于五个关键命题: 1. (P1) P=NP:这是关于决策问题是否存在多项式时间算法的问题,如果该等式成立,意味着所有NP问题都可以在多项式时间内解决。 2. (P2) P=UP:UP表示那些可以通过一个确定性的有界错误概率算法在多项式时间内模拟非确定性算法的问题。如果这两个等式相等,那么非确定性算法在实际中的力量不会比确定性算法更强大。 3. (P3) P=NP\oNP:这是指P是否包含NP但不包含oNP(NP集合中不包含在多项式时间内求解的决策问题的集合),这个命题反映了NP内部结构的特定划分。 4. (P4) 所有不相交的NP集合对都是P-可分的:这意味着对于任何不重叠的NP问题集,可以确定地判断一个问题是否属于其中一个集合,而不涉及另一个集合的问题。 5. (P5) 所有不相交的oNP集合对都是P-可分的:类似于(P4),但针对的是oNP问题。 文中提到,尽管目前尚不清楚这些命题的真假,但已经知道它们之间的逻辑关系。例如,(P1)蕴含(P3),(P4)和(P5)都蕴含(P3),而(Grollmann和Selman)[GS88]的工作表明(P4)也蕴含(P2)。作者的目标是探究是否可能存在其他与这些命题保持一致的逻辑关系,以及如何通过构造相对化的命题来理解和扩展我们对复杂性理论的理解。 文章特别关注了命题Q,它陈述了在任何NP机器上,一个epting路径很容易被找到,这与(P5)有紧密关联。研究方法包括构建递进的需求系统,通过满足每个阶段的需求来逐步构造新的命题,同时保持先前满足条件的稳定性。 本文的核心内容集中在NP和oNP集合的复杂性边界以及它们与其他关键复杂性理论命题的交互,通过对这些命题的逻辑分析和构造,揭示了复杂性理论中深层次的结构和可能的划分。

优化:import numpy as np import scipy.signal as signal import scipy.io.wavfile as wavfile import pywt import matplotlib.pyplot as plt def wiener_filter(x, fs, cutoff): # 维纳滤波函数 N = len(x) freqs, Pxx = signal.periodogram(x, fs=fs) H = np.zeros(N) H[freqs <= cutoff] = 1 Pxx_smooth = np.maximum(Pxx, np.max(Pxx) * 1e-6) H_smooth = np.maximum(H, np.max(H) * 1e-6) G = H_smooth / (H_smooth + 1 / Pxx_smooth) y = np.real(np.fft.ifft(np.fft.fft(x) * G)) return y def kalman_filter(x): # 卡尔曼滤波函数 Q = np.diag([0.01, 1]) R = np.diag([1, 0.1]) A = np.array([[1, 1], [0, 1]]) H = np.array([[1, 0], [0, 1]]) x_hat = np.zeros((2, len(x))) P = np.zeros((2, 2, len(x))) x_hat[:, 0] = np.array([x[0], 0]) P[:, :, 0] = np.eye(2) for k in range(1, len(x)): x_hat[:, k] = np.dot(A, x_hat[:, k-1]) P[:, :, k] = np.dot(np.dot(A, P[:, :, k-1]), A.T) + Q K = np.dot(np.dot(P[:, :, k], H.T), np.linalg.inv(np.dot(np.dot(H, P[:, :, k]), H.T) + R)) x_hat[:, k] += np.dot(K, x[k] - np.dot(H, x_hat[:, k])) P[:, :, k] = np.dot(np.eye(2) - np.dot(K, H), P[:, :, k]) y = x_hat[0, :] return y # 读取含有噪声的语音信号 rate, data = wavfile.read("shengyin.wav") data = data.astype(float) / 32767.0 # 维纳滤波 y_wiener = wiener_filter(data, fs=rate, cutoff=1000) # 卡尔曼滤波 y_kalman = kalman_filter(data) # 保存滤波后的信号到文件中 wavfile.write("wiener_filtered.wav", rate, np.int32(y_wiener * 32767.0)) wavfile.write("kalman_filtered.wav", rate, np.int32(y_kalman * 32767.0))

2023-06-03 上传