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二阶扩展逻辑的复杂性与表达力

The Complexity and Expressive Power of Second-Order Extended Logic

Shiguang Feng, Xishun Zhao

AI总结:

本文研究二阶 Horn 逻辑族在有限结构上的表达力,证明 SO-HORN^r、SO-HORN*^r 与 FO(LFP) 等价且 SO-HORN* 为其真子逻辑,并借助 DATALOG 程序分层版本及 SO-EHORN^r 刻画 co-NP。

摘要:

我们研究了 SO-HORN*、SO-HORN^r 和 SO-HORN*^r 在所有有限结构上的表达力。我们证明 SO-HORN^r、SO-HORN*^r 与 FO(LFP) 三者相互等价,并且 SO-HORN* 是 SO-HORN^r 的真子逻辑。为证明这一结果,我们引入了 DATALOG* 程序、DATALOG^r 程序及其分层版本 S-DATALOG* 程序和 S-DATALOG^r 程序的概念。结果表明,在所有结构上,DATALOG^r 与 S-DATALOG^r 等价,且 DATALOG* 是 DATALOG^r 的真子逻辑。SO-HORN* 和 SO-HORN^r 可以分别视为 DATALOG* 和 DATALOG^r 的否定形式。我们还证明,作为 SO-HORN 扩展版本的 SO-EHORN^r 逻辑在所有有限结构上刻画了 co-NP。

英文摘要:

We study the expressive powers of SO-HORN$^{*}$, SO-HORN$^{r}$ and SO-HORN$^{*r}$ on all finite structures. We show that SO-HORN$^{r}$, SO-HORN$^{*r}$, FO(LFP) coincide with each other and SO-HORN$^{*}$ is proper sublogic of SO-HORN$^{r}$. To prove this result, we introduce the notions of DATALOG$^{*}$ program, DATALOG$^{r}$ program and their stratified versions, S-DATALOG$^{*}$ program and S-DATALOG$^{r}$ program. It is shown that, on all structures, DATALOG$^{r}$ and S-DATALOG$^{r}$ are equivalent and DATALOG$^{*}$ is a proper sublogic of DATALOG$^{r}$. SO-HORN$^{*}$ and SO-HORN$^{r}$ can be treated as the negations of DATALOG$^{*}$ and DATALOG$^{r}$, respectively. We also show that SO-EHORN$^{r}$ logic which is an extended version of SO-HORN captures co-NP on all finite structures.

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来,可能存在错误,请以论文正文为准。

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