什么是SAT以及它有什么用?

时间:2012-02-21 12:49:28

标签: algorithm theory solver

最近我看到一篇关于使用SAT解决难题的Reddit文章[1]。这让我非常好奇这个" SAT"事情。我阅读了维基百科的文章,但我想请你们中的某些人以更多的外行术语为我解释。

什么是SAT,它有什么用?它可以用于遍历树结构吗?用于解析文本?换线[2]?对于垃圾箱包装[3]?这是一种优化技术吗?

在相关的说明中,我读到NP与P是关于选择哪一组数量为零与检查某些数字是否总和为零 - 是否SAT与此有关?

[1] http://www.reddit.com/r/programming/comments/pxpzd/solving_hexiom_really_fast_with_a_sat_solver/

[2] http://en.wikipedia.org/wiki/Line_wrap

[3] http://en.wikipedia.org/wiki/Bin_packing_problem

2 个答案:

答案 0 :(得分:7)

SAT非常重要,因为它是NP-Complete。要理解这意味着你需要一个明确的复杂性概念。这是一个简短的纲要:

  • P是可以在多项式时间内解决的所有问题的类(即快速)。

  • NP是可以在多项式时间内验证解的所有问题的类。这意味着给定解决方案非常快,但找到一个通常很慢(通常是指数时间)。除非问题出现在NP的P部分(如下所述,P是NP的一部分,因为您可以轻松验证)。

然后有一组NP-Complete问题。这个集合包含所有如此通用的问题,你可以解决这些问题而不是NP中的另一个问题(这称为将问题减少到另一个问题)。这意味着您可以将问题从一个域转换为另一个NP-Complete问题,让它得出答案并将答案转换回来。

然而,通常可以证明问题是NP-Complete,但是对于另一个给定的问题,转换是不清楚的。

SAT非常好,因为它是NP-Complete,即你可以解决它而不是NP中的任何其他问题,而且减少也不是那么难。 TSP是另一个NP-Complete问题,但转换通常要困难得多。

所以,是的,SAT可以用于你提到的所有这些问题。但通常这是不可行的。在可行的情况下,当没有其他快速算法已知时,例如你提到的谜题。在这种情况下,您不必为拼图开发算法,但可以使用任何高度优化的SAT-Solvers,您最终会得到一个合理的快速算法。

例如,遍历树结构非常简单,任何从SAT转换到SAT的转换都很可能比直接编写遍历要复杂得多。

答案 1 :(得分:6)

总而言之,SAT求解器是你给出一个布尔公式的东西,它告诉你它是否能找到不同变量的值,使公式为真。

示例

假设abc是布尔变量,并且您想知道是否可以为这些变量分配一个以某种方式生成公式(¬a ∨ b) ∧ (¬b ∨ c)的值。您将此公式发送给SAT解算器,它将返回true。 SAT解算器通常也会为您提供有效的作业。在这种情况下,此分配可能是a: false, b:false, c:false

它可以用于什么?

我不会用它来遍历树,也不会用来解析文本或断行。但是,您可以在遍历树时使用它来检查树上的某些约束是否得到满足。您当然可以将它用于bin打包,即使一些专门的CSP求解器在这类问题上可能表现更好。

SAT解决方案现在变得越来越普遍,尤其是在包管理器等软件中。 Eclipse嵌入了SAT4j来管理其插件之间的依赖关系。 SAT的其他应用通常包括模型检查,计划应用程序,配置程序,调度以及许多其他应用程序。