区间排工问题是NPC问题:划分问题归约证明
首先,我们需要证明区间排工问题是一个NP问题。对于一个给定的排工方案,我们可以在多项式时间内验证它是否满足以下两个条件:
- 对于每个工人,他们在不同的时间段工作;
- 每个时间段只能由一个工人工作。
因此,区间排工问题是一个NP问题。
接下来,我们需要证明区间排工问题可以通过多项式时间归约到划分问题。假设我们有一个区间排工问题的实例,其中有n个工人和m个时间段。我们可以构造一个划分问题的实例,其中有n个元素,每个元素的权重为对应工人能够工作的时间段数。我们将所有时间段按照起始时间从小到大排序,并依次将它们分配给每个工人。对于一个工人,如果他能够工作某个时间段,则我们将划分问题实例中对应的元素权重加上1。
现在我们证明这个归约的正确性。首先,如果我们能够找到一个划分,使得每个子集的元素权重之和都相等,则说明我们可以将所有时间段恰好分配给所有工人,满足区间排工问题的要求。
反之,如果我们能够找到一个区间排工方案,使得每个工人能够工作相同数量的时间段,则说明我们可以将划分问题实例中的元素划分为相等的子集。因为每个工人都能够工作相同数量的时间段,所以每个子集的元素权重之和也相等。
因此,我们证明了区间排工问题可以通过多项式时间归约到划分问题,而划分问题是NP完全的,所以区间排工问题也是NP完全的。
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