In this work, we introduce the notion of decisional width of a finite relational structure and the notion of decisional width of a regular class of finite structures. Our main result states that given a first-order formula {\psi} over a vocabulary {\tau}, and a finite automaton F over a suitable alphabet B({\Sigma},w,{\tau}) representing a width-w regular-decisional class of {\tau}-structures C, one can decide in time f({\tau},{\Sigma},{\psi},w)|F| whether some {\tau}-structure in C satisfies {\psi}. Here, f is a function that depends on the parameters {\tau},{\Sigma},{\psi},w, but not on the size of the automaton F representing the class. Therefore, besides implying that the first-order theory of any given regular-decisional class of finite structures is decidable, it also implies that when the parameters {\tau}, {\psi}, {\Sigma} and w are fixed, decidability can be achieved in linear time on the size of the input automaton F. Building on the proof of our main result, we show that the problem of counting satisfying assignments for a first-order logic formula in a given structure A of width w is fixed-parameter tractable with respect to w, and can be solved in quadratic time on the length of the input representation of A.
翻译:在这项工作中,我们引入了有限关系结构的决定宽度概念和固定有限结构类别的决定宽度概念。 我们的主要结果显示, 在词汇 {tau} 和 合适的字母 B ( SIma}, w, ~tau}) 和 F 的有限自定义F, 代表宽-w 常规决定级 {tau} 结构 C, 人们可以在时间上决定 f( ltu}, prisigma}, rpsi} 和 普通结构 的长度 。 我们的主要结果 。 这里, f 的函数取决于参数 ~ tau}, 和 一个合适的字母 B ( SIma} ), w, w, y, ~ ttau) 的自定义公式 F, 而不是代表该类的自定义级 。 因此, 除了暗示任何给定定期决定级结构的一级理论是可变的, 它还意味着当参数 、 tau} 、 tau} 某些 结构结构 的, 的自定义 和 直线 的 度 的 度 度 的 度 度 的 度 的 的 度 度 的 度 的 度 的 和 的 的 的 的 的 的 直径 的 度 度 度 度 的 的 的 度 度 度 的 度 度 的 的 的 度 度 和 的 的 度 的 的 的 的 度 的 度 度 度 度 度 度 度 度 度 度 度 度 度 度 度 度 度 度 度 的 的 度 的 的 的 的 度 度 度 度 度 度 度 度 度 度 度 度 度 度 度 度 度 度 度 度 度 度 度 度 度 度 度 度 度 度 度 度 度 度 度 度 度 度 度 度 度 度 度 度 度 度 度 度 度 度 度 度