问题标签 [satisfiability]
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z3 - 是否可以使用现有的 SMT 求解器获得 QF_UF 公式的等值布尔公式?
在急切的 SMT 求解器中,SMT 公式被编码为可等满足的布尔公式,该公式被馈送到 SAT 求解器。通常,对于 QF_UF 公式,未解释的函数通过 Ackermann 归约或 Bryant 归约进行归约,然后通过等式图方法构造一个等值的布尔公式。
所以我想知道是否可以调用现有的 SMT 求解器来获得给定 QF_UF 公式的等值布尔公式,而无需破解求解器的低级实现。比如 Z3 有一些转换输入问题的策略(比如tseitin-cnf
and elim-term-ite
),有没有这样的转换策略?
optimization - “最小化”在 Z3 中是如何工作的
我在 Z3 中经常使用最小化功能,我担心一些可伸缩性问题(当我最小化的变量数量增加时)。“最小化”的底层算法是什么,有没有一种通用的方法来加快速度?
logic - 用于避免 NP 完全性的受限布尔公式
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
python-3.x - 如何找到满足要求的项目组合?
我在编程方面相当新,所以我希望有人能够在这方面为我指出正确的方向。
我有一个约 2400 人的列表,每个人至少有 23 个条件中的一个(如果他们有条件,每个人的条件是 1,如果没有,则为 0)。
EG 如果 Jon 有条件 1、5 和 6,Jon 的输出将是 {1,0,0,0,1,1,0,0...}。
然后,我将获得一份列表,列出每种条件需要多少人。因此,如果条件 1 的期望人数是 10 人,而条件 2 的期望人数是 5 人,我想要 10 人有条件 1 和 5 人有条件 2(如果两个人都有,一个人可以计入条件 1 和条件 2) .
此外,我必须准确选择 30 人,并尽量接近所需的条件数量,严格限制单个条件必须至少有 3 人且不超过 10 人。
有没有办法可以做到这一点,如果可以,我将如何去做?我尝试过暴力破解,但是大量的组合使我无法获得解决方案。
编辑:这是一个包含 5 个人和 4 个条件的小示例:
Person 1: {1,0,0,1}
Person 2: {0,1,1,1}
Person 3: {0,0,0,1}
Person 4: {1,0,0,0}
Person 5: {1,0,0,1}
所需的条件数 {2,1,1,2}。这个想法是我需要选择 3 个人并尽可能接近所需的条件数量。在此示例中,将选择人员 1、2 和 4。我必须将这个想法扩展到具有 23 个条件并选择 30 人的 2400 人列表(尽管它应该能够扩展到任何列表大小和任意数量的条件)并且不知道是否有 30 个成员的组合这将导致完全匹配。
这有助于澄清事情吗?
logic - 解决命题逻辑/布尔表达式的工具(SAT Solver?)
我对命题逻辑和布尔表达式这个话题很陌生。所以这就是我需要帮助的原因。这是我的问题:
在汽车行业,当您购买汽车时,您有数千种不同的组件可供选择。并非每个组件都是可组合的,因此对于每辆汽车,都存在许多用命题逻辑表达的规则。就我而言,每辆车都有 2000 到 4000 条规则。
它们看起来像这样:
- A → B ∨ C ∨ D
- C → ¬F
- F∧G→D
- ...
其中“∧”=“和”/“∨”=“或”/“¬”=“非”/“→”=“蕴涵”。
变量 A、B、C、... 链接到物料清单中的组件。我拥有的数据由成对的组件及其链接变量组成。
例子:
- 组件_1,组件_2:(A)∧(B)
- 组件_1,组件_3:(A)∧(C∨F)
- 组件_3,组件_5:(B∨G)
- ...
现在,我的问题是如何解决这个问题。具体来说,我想知道组件的每种组合是否可以根据上述规则进行。
- 哪些工具、软件和算法可以解决这类问题?
- 有说明性的例子吗?
- 如何实现自动化,以便检查列表中的每个组合?
- 一般来说,我应该在谷歌中搜索什么来加深我对这个主题的了解?
非常感谢您的帮助!奥拉夫
boolean-logic - (正)标准形式的 XOR 子句
我正在努力进行以下 XOR 子句转换:
给出了这个 XOR 子句:
翻译成CNF,就是:
这很清楚。
但为什么(x1 ⊕ ¬x2 ⊕ x3) = (x1 ⊕ x2 ⊕ x3 ⊕ 1)
呢?<-这被称为“标准形式”的 XOR 子句
为什么是(x1 ⊕ x2 ⊕ x3 ⊕ 1) <=> x1 ⊕ x2 ⊕ x3 = 0
?
我不明白...
这是我得到的论文中的另一句话:“如果所有文字都出现在正相,则异或子句是标准形式。”
logic - 解决命题逻辑规则集中的特定组合(SAT Solver)
在汽车行业,当您购买汽车时,您有数千种不同的组件可供选择。并非每个组件都是可组合的,因此对于每辆汽车,都存在许多用命题逻辑表达的规则。就我而言,每辆车都有 2000 到 4000 条规则。
它们看起来像这样:
- A → B ∨ C ∨ D
- C → ¬F
- F∧G→D
- ...
其中“∧”=“和”/“∨”=“或”/“¬”=“非”/“→”=“蕴涵”。
使用“limboole”工具(http://fmv.jku.at/limboole/),我能够将命题逻辑表达式转换为合取范式(CNF)。如果我必须使用 SAT 求解器,则需要这样做。
现在,我想检查规则集中特定组件的可构建性可行性。例如,对于以下每个表达式或组合,我想检查它们在规则集中是否可行。
- (A) ∧ (B)
- (A) ∧ (C ∨ F)
- (B∨G)
- ...
我的问题是如何解决这个问题。我之前问过类似的问题(解决命题逻辑的工具/布尔表达式(SAT Solver?)),但焦点不同,现在我又被困住了。或者我只是不明白。
一种选择是使用规则集的 ALLSAT 方法计算所有解决方案。然后我可以检查每个组合是否是任何解决方案的一部分。如果是,我可以得出这种特定组合是可行的。
另一种选择是,我将组合添加到规则集中,然后运行普通的 SAT 求解器。但是我必须为我要检查的每个表达式都这样做。
您认为解决此问题的最优雅或更简单的方法是什么?
boolean-logic - 分辨率变量消除是否会修改其他变量的解?
所以我有一个 cnf,以及两个变量 K 和 C 的列表。在将 K 的变量发送到 sat-solver 之前,K 的变量作为单位子句(取反或不取决于布尔数组)添加到 cnf。当 sat-solver 返回一个模型时,我只关心 C 中也出现的变量,模型中的所有其他变量都被丢弃。
由于 cnf 将重复运行(将 K 中的不同变量设置为 true 或 false),因此值得花几个小时来简化 cnf 并删除不必要的变量(不必要的是任何不在 K 或 C 中的变量) 如果这意味着每次要解决它时都要减少几分钟。
我的问题是我是否可以使用此 pdf或此博客文章中描述的分辨率变量消除来消除一些变量,只要我不消除 K 或 C 中出现的任何变量。或者这是否会改变结果模型到 C 中的变量?
cryptography - 恒定输入如何影响问题的 SAT 公式?
假设我有一个带有 N 个输入和 1 个输出的黑盒电路。
我想固定 M 个输入的值并找到电路可满足的其余输入 (NM) 的值。如果我手动修复verilog RTL中的M个输入,并将其转换为CNF(使用abc),这会产生正确的结果吗?这是解决这类问题的正确方法吗?