¿Para qué expresiones regulares es PSPACE-complete?


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Es bien sabido que el siguiente problema es PSPACE-complete:

Dada la expresión regular , ¿ ?L ( β ) = Σ βL(β)=Σ

¿Qué pasa con la determinación de equivalencia a otras expresiones regulares (fijas) ?α

Dada la expresión regular , ¿ ?L ( β ) = L ( α )βL(β)=L(α)

Se sabe lo siguiente:

  • Para , el problema es PSPACE-completeα=(0+1)

  • Para , o más generalmente que describe un conjunto finito, el problema es decidible en tiempo polinómico.αα=α

También me parece probable que el problema esté en P si es un lenguaje unario.α

Entonces mis preguntas son:

¿Para cuál es el problema de decisión anterior PSPACE-complete? ¿Existe una caracterización completa?α

¿Hay alguna para la cual el problema de decisión tiene alguna complejidad intermedia (como NP-complete)?α


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¿Qué operaciones están permitidas en tus expresiones regulares? Claramente, si tiene complemento (o más bien, diferencia simétrica), la complejidad del problema es independiente de . α
Emil Jeřábek apoya a Monica

Respuestas:


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Esta pregunta se aborda en la Sección 2 de [1], que muestra (Teorema 2.6) que el problema es

  • en P si es finito;L(α)
  • coNP-complete si es infinito pero acotado (es decir, para algunos );L ( α ) w 1 w 2 ... w k w 1 , ... , w kL(α)L(α)w1w2wkw1,,wk
  • PSPACE-complete lo contrario.

[1] Harry B. Hunt, Daniel J. Rosenkrantz, Thomas G. Szymanski, Sobre la equivalencia, contención y problemas de cobertura para los idiomas regulares y libres de contexto, Journal of Computer and System Sciences, Volumen 12, Número 2, 1976 , Páginas 222-268, ISSN 0022-0000, http://dx.doi.org/10.1016/S0022-0000(76)80038-4 . ( http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022000076800384 )


3
Un comentario sobre la respuesta anterior (no tengo suficiente representante en este sitio para comentar): no creo que esto pueda ser correcto. Es un resultado clásico de Meyer-Stockmeyer (Teorema 6.1 de [2]) que la universalidad para los lenguajes regulares unarios está completa. [2] LJ Stockmeyer y AR Meyer. 1973. Problemas verbales que requieren tiempo exponencial (Informe preliminar). En Actas del quinto simposio anual de ACM sobre Teoría de la computación (STOC '73). ACM, Nueva York, NY, EE. UU., 1-9
David

2
Tu comentario me confundió porque la "respuesta anterior" a la que te refieres ha sido eliminada. Pero de todos modos los idiomas unarios caen en el caso "limitado" de su respuesta con y . | w 1 | = 1k=1|w1|=1
David Eppstein
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