求解SAT问题的算法的研究进展

SAT问题是研究最广泛的NPC问题之一。由于SAT问题本身的特性,除非P=NP,否则不存在最坏情况下多项式阶时间复杂度的SAT求解算法。因此设计出高效快速的SAT求解算法至今仍是研究热点。首先简要介绍了SAT问题;其次从完备算法、不完备算法和组合算法3个角度总结了新近的研究进展,深入分析了已有算法解决SAT问题的基本流程,并从适用问题类别、算法特点、求解效率等方面对各类先进的求解器进行了对比分析;最后讨论了求解SAT问题的算法面临的挑战,并对下一步研究工作进行了展望。     

基于寻找可满足2SAT子问题的SAT算法*

可满足问题（SAT）是一个NP-Hard问题。提出了一种求解SAT的新算法（FFSAT）。该算法将SAT问题转换为寻找一个可满足的2-SAT子问题。SAT问题虽然是NP完全问题,但是当所有子句长度不大于2时,SAT问题可以在线性时间求解。使用2-SAT算法-BinSat求解2-SAT子问题,当它不满足时,根据赋值选择新的2-SAT子问题。实验结果表明,采用本算法的结果优于UnitWalk。     

O（m^2）时间求解SAT问题的随机算法

传统的求解SAT问题的随机算法主要是对满足解进行搜索,在找不到满足解的情况下,则无法正确判断问题的可满足性。该文提出了两个时间复杂度为O（m^2）求解SAT问题的随机算法SatTestl和SatTest2,这里m为CNF公式中的子句数。这两个随机算法是通过对不满足解数的估计来判断SAT问题的可满足性,不同于传统的随机算法。其中第二个算法SatTest2在搜索满足解的同时又可以对不满足解数进行估计,是对传统随机算法的重要改进。试验结果表明,文中提出的算法对相变区域的难SAT实例有较好的求解能力。     

基于函数变换的求解SAT问题的新算法

提出了一种基于函数变换的求解SAT问题的新算法,这个新算法利用SAT问题自身的特点将判定问题转化为连续函数的求极值问题。随机选取一组初始值,利用最速下降法求解变换后的连续函数在每个初始值邻域内所能达到的局部极值,如果这个局部极值为0,则该SAT问题就是可满足的。实验结果表明：与现有的求解SAT问题的算法相比,基于函数变换的求解算法在求解速度、成功率和求解问题的规模等方面都有明显的提高。     

结合启发式算子的单变量边缘分布算法求解SAT问题

单变量边缘分布算法(UMDA)是一种新的进化算法,是求解复杂问题的一种有效算法.根据SAT问题的特点,本文提出了一种求解SAT问题的改进单变量边缘分布算法(HeUMDASAT),该算法结合SAT问题本身固有的结构信息与当前群体的优秀解所提供的全局信息,构造了一个新的启发算子,并将此算子结合到单变量边缘分布算法中.此算子不同于随机搜索算子,由其产生的个体可以使得算法跳出局部最优并探索新的潜在区域,并且加快算法的收敛速度.用SATLIB库中的标准SAT问题对HeUMDASAT算法进行测试,实验结果表明该算法在求解速度和成功率方面都有明显的改善.     

求解可满足问题的改进的蚁群算法

可满足问题（SAT）是一个NP-hard问题,将SAT问题转换为无约束的离散优化（最小值）问题。并根据M Dorigo提出的蚁群算法,给出了一种求解SAT问题的新方法：改进的最大最小蚁群系统（MMAS-SAT）。在改进的算法中,给出了SAT问题的构造图,指出了启发式信息值的求法,对衰变系数进行了动态调整。测试问题的数值实验表明,采用MMAS-SAT的结果优于Gwsat、Walksat、Novelty等局部搜索算法,因此该算法是求解SAT问题的一种可行高效的算法。     

求解多文字可满足SAT问题的置信传播算法

可满足(SAT)问题是指:是否存在一组布尔变元赋值,使得合取范式公式中每个子句至少有一个文字为真.多文字可满足SAT问题是指:是否存在一组布尔变元赋值,使得CNF公式中每个子句至少有两个文字为真.显然,此问题仍然是一个NP难问题.为了研究解决多文字可满足SAT问题的算法,引入随机实例产生模型,设计求解多文字可满足SAT问题的置信传播算法.最后,用实例模型产生了大量数据进行实验验证,结果表明:该算法求解多文字可满足SAT问题的性能优于其他启发式算法.     

O(m~2)时间求解SAT问题的随机算法

传统的求解 SAT问题的随机算法主要是对满足解进行搜索 ,在找不到满足解的情况下 ,则无法正确判断问题的可满足性 .该文提出了两个时间复杂度为 O( m2 )求解 SAT问题的随机算法 Sat Test1和 Sat Test2 ,这里 m为CNF公式中的子句数 .这两个随机算法是通过对不满足解数的估计来判断 SAT问题的可满足性 ,不同于传统的随机算法 .其中第二个算法 Sat Test2在搜索满足解的同时又可以对不满足解数进行估计 ,是对传统随机算法的重要改进 .试验结果表明 ,文中提出的算法对相变区域的难 SAT实例有较好的求解能力 .     

可满足性问题全部解的求解算法

SAT问题在人工智能、计算机基础理论研究和人工智能等领域有着广泛的应用,近年来,证明该问题的可满足性取得了巨大的成功,但在求出SAT问题的所有解方面还有待进一步研究。利用一个简单的变换,将可满足性（SAT）问题转化为多项式形式,然后根据命题逻辑的性质以及多项式的性质,得到一个求解出SAT问题所有解的算法。实验结果显示该算法是有效和可行的。     

基于分组的启发式SAT新算法——DC&DS算法

目前提高求解SAT问题完全算法的计算效率问题已成为挑战性研究问题。提出了一种基于启发式分组的SAT完备算法。启发式分组策略将一个全局搜索问题,转为局部搜索问题。并将该策略引入到结合BDD与SAT算法的形式验证中,与一般的启发式SAT算法相比,该算法在求解速度和求解问题的规模等方面都明显地改进了,实验结果表明了该算法的可行性和有效性。     

可满足问题中的模型计数

模型计数问题是指计算给定问题的解的个数,这是一类比决策更困难的问题,也是人工智能领域研究的一个热点问题.对模型计数问题的研究不仅可以提高算法的求解效率,更能促进对问题困难本质的了解.以可满足问题（命题可满足（SAT）和约束可满足问题（CSP））为例,从精确算法和近似求解两方面综述了模型计数问题的研究现状,重点介绍了相关概念以及各个算法之间的优缺点,并提出了有待解决的开放性问题,对模型计数问题的研究予以了总结和展望.     

基于改进连续时间动态系统的模拟SAT求解器

针对布尔可满足性问题的高效求解进行了研究。首先,通过对k-SAT问题和基于耦合常微分方程形式的确定性连续时间动态系统的分析,提出了一种基于时延信息形式的改进连续时间动态系统方程,以保持集中搜索特性;然后,提出了实现该系统方程的三个主要组件即信号动态电路、辅助变量电路和数字验证电路的模拟设计。在信号动态电路的设计中,设计了一种获得更高性能、更小面积和更低功耗的模拟硬件形式;在提出的辅助变量电路和数字验证电路的模拟硬件设计中,实现了避免梯度下降搜索陷入无解和确定给定问题的解是否已经找到的目标;同时提出了降低面积和功耗的可替代辅助变量电路的两种设计方案。仿真实验结果表明,提出的新的模拟SAT求解器不仅是有效的,而且相比于单一软件算法实现的SAT求解器和其他硬件类SAT求解器具有更高的加速性能和更低的功耗。     

求解SAT问题的分级重排搜索算法

局部搜索法在ＳＡＴ问题上的成功运用已引起越来越广泛的重视,然而,它在面对不可满足问题例时的局限性不能不被考虑．分级重排搜索算法ＭＳＲＡ（ｍｕｌｔｉ－ｓｔａｇｅｓｅａｒｃｈｒｅａｒｒａｎｇｅ－ｍｅｎｔａｌｇｏｒｉｔｈｍ）正是为克服局部搜索法的不完备性而提出的,准确地讲,它是几种算法在思想上的集成,但为明确起见,把其最典型的分级重排过程作为名称．分级重排搜索算法在求解ＳＡＴ问题时,能表现出优于单一求解策略（如局部搜索法或回溯算法）的明显特性．由于可根据约束条件的强弱来估计ＳＡＴ问题例的可满足性,因此能够以此来确定更有效的求解策略．     

组织进化算法求解SAT问题

基于组织的概念设计了一种新的进化算法——求解SAT问题的组织进化算法(Organizational Evolutionary Algorithm for SAT problem，0EASAT)．OEASAT将SAT问题分解成若干子问题，然后用每个子问题形成一个组织，并根据SAT问题的特点设计了三种组织进化算子——自学习算子、吞并算子和分裂算子以引导组织的进化．根据组织的适应度，将所有组织分成两个种群——最优种群和非最优种群，然后用进化的方式来控制各算子，以协调各组织间的相互作用．OEASAT通过先解决子问题，再协调相冲突变量的方式来求解SAT问题．由于子问题的规模较小，相对于原问题来说较容易解决，这样就达到了降低问题复杂度的目的．实验用标准SATLIB库中变量个数从20-250的3700个不同规模的标准SAT问题对OEASAT的性能作了全面的测试，并与著名的WalkSAT和RFEA2的结果作了比较．结果表明，OEASAT具有更高的成功率和更高的运算效率．对于具有250个变量、1065个子句的SAT问题，OEASAT仅用了1．524s，表现出了优越的性能．     

求解SAT问题的线性半定规划算法

将线性半定规划应用到SAT问题的求解过程中。首先将SAT实例转化为整数规划问题,然后松弛为线性规划模型,最后再转化为一般的线性半定规划模型去求解。用SDPA-M软件求解线性半定规划问题后,规定了如何根据目标函数值去判定SAT实例和当CNF公式可满足时如何根据最优指派的概率X^＊i（i=1,…,n）去进行变元赋值,以期求得该公式的可满足指派。上述算法不仅可以判定SAT问题,而且对于符合算法规定可满足的CNF公式皆可给出一个可满足指派。求解SAT问题的线性半定规划算法在文章中被描述并被给予相应算例。     

SAT问题中局部搜索法的改进

局部搜索方法在求解SAT问题的高效率使其成为一研究热点．提出用初始概率的方法对局部搜索算法中变量的初始随机指派进行适当的约束．使在局部搜索的开始阶段,可满足的子句数大大增加,减少了翻转的次数,加快了求解的速度．用该方法对目前的一些重要的SAT问题的局部搜索算法(如WSAT,TSAT,NSAT,SDF等)进行改进,通过对不同规模的随机3-SAT问题的实例和一些不同规模的结构性SAT问题的实例,以及利用相变现象构造的难解SAT实例测试表明,改进后的这些局部搜索算法的求解效率有了很大的提高．该方法对其他局部搜索法的改进具有参考价值。     

可满足性问题的研究综述

对SAT问题及其各种约束子问题进行分类并给出具体定义,着重介绍常规SAT问题、最大可满足性问题（MAX—SAT）和参数化SAT问题的相关算法,并对参数算法中运用的技术进行分析和比较,提出一些SAT问题研究中值得关注的几个方面。     

求解SAT问题的拟人退火算法

该文利用一个简单的变换，将可满足性（SAT）问题转换为一个求相应目标函数最小值的优化问题，提出了一种用于跳出局部陷阱的拟人策略，基于模拟退火算法和拟人策略，为SAT问题的高效近注解得出了拟人退火算法（PA），该方法不仅具有模拟退火算法的全局收敛性质，而且具有一定的并行性，继承性。数值实验表明，对于本文随机产生的测试问题例，采用拟人策略的模拟退火算法的结果优于局部搜索算法，模拟退火算法以及近来国际上流行的WALKSAT算法，因此拟人退火算法是可行的和有效的。