NP-completeness

Üdvözlöm, Ön a NP-completeness szó jelentését keresi. A DICTIOUS-ban nem csak a NP-completeness szó összes szótári jelentését megtalálod, hanem megismerheted az etimológiáját, a jellemzőit és azt is, hogyan kell a NP-completeness szót egyes és többes számban mondani. Minden, amit a NP-completeness szóról tudni kell, itt található. A NP-completeness szó meghatározása segít abban, hogy pontosabban és helyesebben fogalmazz, amikor beszélsz vagy írsz. ANP-completeness és más szavak definíciójának ismerete gazdagítja a szókincsedet, és több és jobb nyelvi forráshoz juttat.

Főnév

NP-completeness (tsz. NP-completenesses)

  1. (informatika) NP-teljesség

NP-complete (magyarul: NP-teljes) problémák azok a döntési problémák, amelyek:

  1. Az NP osztályba tartoznak: azaz polinomiális időben ellenőrizhető a megoldásuk,
  2. NP-nehézek: azaz minden más NP-probléma polinomiális időben visszavezethető rájuk.

👉 Ez az osztály a „leghardcore-abb” nehézségi szintje annak, amit ellenőrizni könnyű, de megoldani nehéz.



🧠 1. Mi az NP?

  • Az NP (nondeterministic polynomial time) osztály azon problémák halmaza, amelyekre, ha valaki ad egy megoldást, azt gyorsan (polinomiális időben) ellenőrizni tudjuk.



📐 2. Definíció: NP-complete

Egy döntési probléma akkor NP-complete, ha:

  1. Minden esetén: , azaz van polinomiális időbeli redukció -ből -be



📦 3. Mit jelent ez gyakorlatban?

  • Ha bármelyik NP-teljes problémára találunk gyors (polinomiális idejű) algoritmust, akkor:

  • Ez minden NP-probléma megoldhatóságát jelentené gyorsan.

  • Jelenleg nincs ismert algoritmus egyetlen NP-teljes probléma gyors megoldására, és nem bizonyított, hogy nincs.



🔁 4. Redukció – a kulcsművelet

Ha meg tudjuk mutatni, hogy:

  • Egy ismert NP-complete probléma polinomiális időben redukálható egy új problémára,
  • és az új probléma is az NP-ben van,

akkor az új probléma is NP-complete.



🔧 5. Első NP-teljes probléma: SAT

A Cook–Levin-tétel (1971) szerint:

A SAT (kielégíthetőségi probléma) NP-teljes.

Ez volt az első bizonyítottan NP-complete probléma, és az összes többi ehhez viszonyítva vált NP-teljessé.



🧮 6. Klasszikus NP-complete problémák

Probléma Rövid leírás
3-SAT Logikai formula 3 literálos klauzulákból
Clique Van-e -méretű klikk egy gráfban?
Vertex Cover Lefedhető-e a gráf élei csúccsal?
Hamiltonian cycle Van-e zárt körút, ami minden csúcsot érint?
Subset sum Van-e részhalmaz, amely adott összeget ad?
Knapsack (döntési változat) Van-e olyan kiválasztás, amely nem lépi túl a súlyt és eléri az értéket?
Graph coloring színnel színezhető-e a gráf szomszédos csúcsok nélkül?
TSP (döntési) Van-e olyan körút, ami nem hosszabb -nál?



📊 7. Vizualizáció – komplexitási hierarchia

          +-------------------+
          |   NP-complete     | ← nagyon nehéz
          +--------+----------+
                   |
                 ⬇ Redukció
+------------+    +-------------+    +----------+
|    P       | ⊆  |     NP      | ⊆ | PSPACE   |
+------------+    +-------------+    +----------+

🛠️ 8. Mi történne, ha P = NP?

  • Minden NP-complete probléma gyorsan megoldható lenne.
  • Titkosítás (pl. RSA, ECC) elvesztené biztonságát.
  • Számítási kreativitás (bizonyítás, optimalizálás, keresés) automatizálhatóvá válna.

De:

  • A legtöbb szakértő úgy véli, hogy P ≠ NP.



🧾 9. Összefoglalás

Fogalom Leírás
NP-complete Az NP osztály „legnehezebb” problémái
Tulajdonság NP-ben vannak, és minden NP-probléma redukálható rájuk
Kulcstechnika Polinomiális időbeli redukció
Fontos példák SAT, Clique, TSP, Knapsack, Graph Coloring
Tét Ha bármelyik megoldható gyorsan, akkor P = NP
  • NP-complete problems include:

graphs and hypergraphs

graphs occur frequently in everyday applications. examples include biological or social networks, which contain hundreds, thousands and even billions of nodes in some cases (e.g. facebook or linkedin).

np-complete special cases include the edge dominating set problem, i.e., the dominating set problem in line graphs. np-complete variants include the connected dominating set problem and the maximum leaf spanning tree problem.
np-complete special cases include the minimum maximal matching problem,

mathematical programming

formal languages and string processing

games and puzzles

other