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P2 Hardness of monadic second-order formulae over succinct graphs

succinct 图上的一元二阶公式硬度
LMCS vol.Volume 22, Issue 12026匹配度 2/10 · 该论文属于纯逻辑与复杂度理论,研究 succinct 图上 MSO 性质的 NP-hard/coNP-hard 二分,不涉及程序静态分析、LLM/Agent、浮点程序分析或贝叶斯程序分析。仅与形式化验证/逻辑理论有间接关联,与用户当前核心研究方向匹配度低。引用 3 inbox
Guilhem Gamard, Aliénor Goubault-Larrecq, Pierre Guillon, Pierre Ohlmann, Kévin Perrot, Guillaume Theyssier
crossref: 2026-09-10

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一句话:证明 succinct 图上 cw-nontrivial MSO 性质为 NP-hard 或 coNP-hard。

本文研究以 succinct 表示给出的图上一元二阶(MSO)性质的复杂度。succinct 图用计算邻接关系的布尔电路表示。主要结果是 Courcelle 元定理的紧致反面:对任意 cw-nontrivial 的 MSO 性质——即存在无穷多个有界 cliquewidth 的模型与反模型——要么 NP-hard,要么 coNP-hard。作者进一步考察去掉 cw-nontriviality 条件后的情形,证明在某个合理的复杂度假设下,上述二分法失效,甚至对一阶逻辑可表达的问题也成立。

问题
问题:在 succinct 图表示下,MSO 性质的判定复杂度如何?经典 Courcelle 元定理在有界 cliquewidth 图上给出可判定性/固定参数算法,本文追问其紧致表示版本。
方法
方法:通过复杂度论与逻辑可表达性论证,对 cw-nontrivial MSO 性质建立 NP-hard/coNP-hard 二分;并分析取消 cw-nontriviality 后的反例。
评估
评估:理论证明与复杂度假设下的归约/二分结果,不涉及实验。
原文摘要(Abstract)

Our main result is a succinct counterpoint to Courcelle's meta-theorem as follows: every cw-nontrivial monadic second-order (MSO) property is either NP-hard or coNP-hard over graphs given by succinct representations. Succint representations are Boolean circuits computing the adjacency relation. Cw-nontrivial properties are those which have infinitely many models and infinitely many countermodels with bounded cliquewidth. Moreover, we explore what happens when the cw-nontriviality condition is dropped and show that, under a reasonable complexity assumption, the previous dichotomy fails, even for questions expressible in first-order logic.

链接与引用

DOI 原文 · arXiv · PDF(开放获取) · DBLP

BibTeX
@article{abs-2302-04522,
  title = {Hardness of monadic second-order formulae over succinct graphs},
  author = {Guilhem Gamard and Aliénor Goubault-Larrecq and Pierre Guillon and Pierre Ohlmann and Kévin Perrot and Guillaume Theyssier},
  journal = {Logical Methods in Computer Science},
  volume = {Volume 22, Issue 1},
  year = {2026},
  doi = {10.46298/lmcs-22(1:3)2026}
}