HO (сложность) - Википедия - HO (complexity)

Логика высокого порядка является расширением первый заказ и второго порядка с кванторами высокого порядка. В описательная сложность мы видим, что он равен НАЧАЛЬНЫЙ функции.^[1] Есть связь между ${ displaystyle i}$ -го порядка и недетерминированный алгоритм, время которого с ${ displaystyle i-1}$ уровень экспонент.

Определения и обозначения

Мы определяем переменную высокого порядка, переменную порядка ${ displaystyle i> 1}$ имеет арность ${ displaystyle k}$ и представляют собой любой набор ${ displaystyle k}$ -кортежи элементов порядка ${ displaystyle i-1}$ . Обычно они пишутся в верхнем регистре и с натуральным числом в качестве экспоненты для обозначения порядка. Логика высокого порядка - это набор FO формулы, в которые мы добавляем количественную оценку по переменным более высокого порядка, поэтому мы будем использовать термины, определенные в FO статья без их повторного определения.

HO ${ Displaystyle ^ {я}}$ это набор формул, в которых порядок переменных не более ${ displaystyle i}$ . HO ${ displaystyle _ {j} ^ {i}}$ - подмножество формул вида ${ displaystyle phi = exists { overline {X_ {1} ^ {i}}} forall { overline {X_ {2} ^ {i}}} dots Q { overline {X_ {j} ^ {i}}} psi}$ куда ${ displaystyle Q}$ квантификатор, ${ displaystyle Q { overline {X ^ {i}}}}$ Значит это ${ displaystyle { overline {X ^ {i}}}}$ набор переменных порядка ${ displaystyle i}$ с такой же количественной оценкой. Итак, это набор формул с ${ displaystyle j}$ чередования кванторов ${ displaystyle i}$ й порядок, начиная с и ${ Displaystyle существует}$ , а затем формула порядка ${ displaystyle i-1}$ .

С использованием тетрация стандартные обозначения, ${ Displaystyle ехр _ {2} ^ {0} (х) = х}$ и ${ Displaystyle ехр _ {2} ^ {я + 1} (х) = 2 ^ { ехр _ {2} ^ {я} (х)}}$ . ${ Displaystyle ехр _ {2} ^ {я + 1} (х) = 2 ^ {2 ^ {2 ^ {2 ^ { точек ^ {2 ^ {x}}}}}}}$ с ${ displaystyle i}$ раз ${ displaystyle 2}$

Свойство

Нормальная форма

Каждая формула ${ displaystyle i}$ -й порядок эквивалентен формуле в предваренной нормальной форме, где мы сначала записываем количественную оценку по переменной ${ displaystyle i}$ й порядок, а затем формула порядка ${ displaystyle i-1}$ в нормальном виде.