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我有布尔公式 A 和 B 并想检查“A -> B”(A 暗示 B)在多项式时间内是否为真。

对于完全通用的公式 A 和 B,这是 NP 完全的,因为““A -> B”为真”与“非 (A -> B)”不可满足。

我的目标是找到有用的限制,使多项式时间验证成为可能。我也有兴趣找到 O(n) 或 O(n log n) 限制(n 是某种长度 |A| 或 |B|)。我宁愿限制 B 而不是 A。

一般来说,我知道以下几类“更简单”的布尔公式:

  • (可重命名)Horn 公式可以在线性时间内求解(它们是 CNF 形式,最多有一个正变量)。
  • DNF 形式的所有公式都很容易检查
  • 2-SAT 是 CNF 公式,每个子句最多 2 个变量,可在线性时间内求解。
  • XOR-SAT 是具有 XOR 而不是 OR 的 CNF 公式。它们可以通过 O(n^3) 中的高斯消元法求解

主要问题是我有公式“A -> B”又名“(不是 A)或 B”,对于非平凡的 A/B,它很快就变成了非 CNF 和非 DNF。

如果我正确理解了 Tseytin 转换,那么我可以使用 O(|X|) = O(|Y|) 将任何公式 X 转换为 CNF Y,因此我可以假设 - 如果我愿意 - 我在 CNF 中有我的公式。

有一些唾手可得的果实:

  • 如果 |B| 是恒定且小的,我可以枚举 B 的所有解决方案并检查它们是否产生真正的 A。
  • 同样,如果 |A| 是常数且很小,我可以枚举 A 的所有解决方案并检查它们是否产生错误的 B

更有趣的是:

  • 如果 B 在 DNF 中,那么我可以将 A 转换为 CNF,这将使“(不是 A)或 B”DNF 可以在线性时间内求解。
  • 对于一般 B,如果 |B| 在 O(log |A|) 中,我可以将 B 转换为 DNF 并以这种方式解决

但是,我不确定如何使用其他更简单的类,或者是否可能。

由于分布性,CNF 中的 A 或 B 几乎肯定会在试图将“(不是 A)或 B”带回 CNF 时呈指数级增长——如果我没记错的话。

注意:我的用例可能比 B 公式更复杂/更长。

所以我的问题归结为:是否存在有用的布尔公式 A 和 B 类别,使得“A -> B”可以在多项式(最好是线性)时间内得到证明?- 除了我已经提到的 4 个案例。

编辑:对此有不同的看法:在以下类别之一中,A 和 B 在什么条件下是“A -> B”:

  • 在 DNF
  • 在 CNF 和 Horn 公式 (Horn-SAT) 中
  • 在 CNF 和二元公式 (2-SAT) 中
  • 在 CNF 和一个算术公式(XOR 的 CNF)中
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