在最短公共超串(SCS)问题中,给定一组有限字符串,需要找到长度最短且包含所有输入字符串的超串。该问题是 NP 难的,已有多种近似算法。当前已知的最佳近似比为 $2.466$(Englert、Matsakis 与 Vesel\'y),而 OpenAI 最近宣称已实现 $2$ 的比率。1988 年,Tarhio 与 Ukkonen 提出一种贪心算法:每次合并重叠最长的两条字符串。他们证明该算法的最坏情况长度约为最优解的两倍,并猜想该界限是紧的,即所谓的贪心超串猜想,至今已近四十年未被证伪。已有的上界为 $3.396$(同上)。本文给出以下新结果:
- 通过构造一族实例,证明贪心算法的近似比下界可逼近 $2.4$,从而否定原猜想。
- 证明贪心算法的近似比上界为 $3$。
- 对固定长度 $k$ 的输入字符串,证明当 $k=3$ 时近似比恰为 $9/5$,而当 $k \ge 6$ 时至少为 $2$。
这些结果显著收紧了贪心算法的性能界限,为进一步改进 SCS 近似算法提供了理论依据。\n\n点评:本文不仅给出反例推翻了长期未解的猜想,还给出更紧的上、下界,为实际算法设计提供了明确的性能参考。