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P2 A Separator Theorem for Hypergraphs and a CSP-SAT Algorithm

超图分离定理与一个 CSP-SAT 算法
LMCS vol.Volume 17, Issue 42021匹配度 1/10 · 论文研究超图分离定理与变量频率受限 CSP 的 SAT/#SAT/MaxSAT 及 resolution 反驳算法,属于证明复杂性与约束求解理论,与用户关注的 PL/AI 交叉、静态分析、LLM/Agent、浮点程序分析和贝叶斯程序分析均无直接关联。引用 0 inbox
Michal Koucký, Vojtěch Rödl, Navid Talebanfard
crossref: 2026-09-10

AI 速览

一句话:证明超图分离定理,并据此给出变量频率受限 CSP 的亚指数时间 SAT、#SAT、MaxSAT 算法及 resolution 反驳。

本文研究变量频率有界的 CSP 的 SAT、计数与优化。作者证明超图分离定理:任意 r-均匀超图若最大顶点度为 o(√m),则可删去至多 (1/2−ε_r)m 条边,使各连通分量至多含 m/2 条边。基于此,他们给出运行时间 d^{(1−ε_r)m} 的算法,判定 m 变量 (d,k)-CSP 可满足性;每个变量至多出现在 r 个约束中,k∈o(√m),ε_r 仅依赖 r,算法也求解 #CSP-SAT 与 Max-CSP-SAT。此外,不可满足且变量频率为 r 的 (2,k)-CSP 的 CNF 可在树状 resolution 中以 2^{(1−ε_r)m} 大小反驳;对度至多 k 的图上 Tseitin 公式给出确定性反驳算法。

问题
求解变量出现频次有界 CSP 的可满足性、计数与优化版本,并分析不可满足实例的 resolution 反驳复杂度。
方法
证明 r-均匀超图在最大度 o(√m) 下的边分离定理,并据此设计递归划分型 CSP-SAT 算法与树状 resolution 反驳构造。
评估
以理论证明给出 d^{(1−ε_r)m} 时间复杂度、#CSP/Max-CSP 可解性,以及 2^{(1−ε_r)m} 大小的树状 resolution 反驳和 Tseitin 公式的确定性算法。
原文摘要(Abstract)

We show that for every $r \ge 2$ there exists $\epsilon_r > 0$ such that any $r$-uniform hypergraph with $m$ edges and maximum vertex degree $o(\sqrt{m})$ contains a set of at most $(\frac{1}{2} - \epsilon_r)m$ edges the removal of which breaks the hypergraph into connected components with at most $m/2$ edges. We use this to give an algorithm running in time $d^{(1 - \epsilon_r)m}$ that decides satisfiability of $m$-variable $(d, k)$-CSPs in which every variable appears in at most $r$ constraints, where $\epsilon_r$ depends only on $r$ and $k\in o(\sqrt{m})$. Furthermore our algorithm solves the corresponding #CSP-SAT and Max-CSP-SAT of these CSPs. We also show that CNF representations of unsatisfiable $(2, k)$-CSPs with variable frequency $r$ can be refuted in tree-like resolution in size $2^{(1 - \epsilon_r)m}$. Furthermore for Tseitin formulas on graphs with degree at most $k$ (which are $(2, k)$-CSPs) we give a deterministic algorithm finding such a refutation.

链接与引用

DOI 原文 · PDF(开放获取) ·

BibTeX
@article{paperbot1258,
  title = {A Separator Theorem for Hypergraphs and a CSP-SAT Algorithm},
  author = {Michal Koucký and Vojtěch Rödl and Navid Talebanfard},
  journal = {Logical Methods in Computer Science},
  volume = {Volume 17, Issue 4},
  year = {2021},
  doi = {10.46298/lmcs-17(4:17)2021}
}