区间排工问题(Interval Scheduling Problem)是指给定一组工作,每个工作都有一个开始时间和结束时间,要求从中选择尽可能多的工作,使得这些工作之间不会发生时间上的冲突。该问题可以表示为:给定n个区间,选择尽可能多的区间,使得这些区间不相交。

证明该问题属于NPC,需要使用划分问题的归约。

假设存在一个算法A,可以在多项式时间内解决区间排工问题。现在考虑一个划分问题,即将一个集合S中的元素分成k个子集,使得每个子集的元素之和相等。该划分问题可以表示为:

输入:一个集合S和一个正整数k 输出:是否存在一种划分方式,使得S可以被分成k个子集,且每个子集的元素之和相等。

现在将该划分问题归约到区间排工问题的形式。具体地,将集合S中的每个元素i映射到一个区间'[start(i), end(i)]',其中区间长度为i的值。然后将k映射到一个整数m,使得m等于S中所有元素值之和的一半。

现在,如果存在一种划分方式,使得S可以被分成k个子集,且每个子集的元素之和相等,那么将S中每个子集映射到一个区间,这些区间之间没有重叠部分,因为每个子集的元素之和相等,所以它们对应的区间长度之和也相等。因此,区间排工问题中选择这些区间,就可以得到最大的不相交区间集合,即可得到一个解。

反之,如果存在一个最大的不相交区间集合,将这些区间对应的元素放在一起,得到一个集合S'。因为这些区间之间没有重叠部分,所以S'可以被分成k个子集,且每个子集的元素之和相等。因此,划分问题中存在一种划分方式,使得S可以被分成k个子集,且每个子集的元素之和相等。

综上所述,区间排工问题可以用来解决划分问题,因此区间排工问题属于NPC。

区间排工问题证明:NPC 问题与划分问题归约

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