解釋計算理論中的對應問題 (Post Correspondence Problem)


對應問題 (Post Correspondence Problem, PCP) 由 Emil Post 於 1946 年提出,是一個不可判定問題。

在字母表 Σ 上的 PCP 問題陳述如下:給定兩個列表 M 和 N,它們包含在 Σ 上的非空字串。

M = (x1, x2, x3,………, xn)
N = (y1, y2, y3,………, yn)

如果存在一些 i1, i2, …, ik,

其中 1 ≤ ij ≤ n,滿足條件 xi1…xik = yi1…yik。

例 1

判斷列表 M = (abb, aa, aaa) 和 N = (bba, aaa, aa) 是否存在對應解。

解答


X1X2X3
Mabbaaaaa
Nbbaaaaaa

這裡,

x2x1x3 = ‘aaabbaaa’

並且 y2y1y3 = ‘aaabbaaa’

我們可以看到

x2x1x3 = y2y1y3

因此,解為 i = 2, j = 1, k = 3。

考慮另一個例子

在 PCP 問題中,我們有 N 個多米諾骨牌(瓷磚)。目標是按一定順序排列瓷磚,使得由分子構成的字串與由分母構成的字串相同。

簡單來說,假設我們有兩個列表,每個列表都包含 N 個單詞,目標是找到這些單詞的某種連線順序,使得兩個列表產生相同的結果。

讓我們透過取兩個列表 A 和 B 來理解這一點

A=[aa, bb, abb] 和 B=[aab, ba, b]

對於序列 1, 2, 1, 3,第一個列表將產生 aabbaaabb,第二個列表將產生相同的字串 aabbaaabb。

因此,此 PCP 的解為 1, 2, 1, 3。

對應問題可以用兩種方式表示

  • 多米諾骨牌形式。

  • 表格形式

更新於:2021年6月14日

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