# NTU教授借鴿巢原理攻克算法難題

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Published: 2026-08-22
Source: 獅城新聞

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一個古老的數學難題，一個看似簡單的數學原理。南洋理工大學的 Pranjal Dutta 教授，用後者巧妙破解了前者。

解題人：NTU的算法專家 

南洋理工大學計算與數據科學學院（CCDS）的助理教授 Pranjal Dutta，是一名專注於理論計算機科學與算法研究的學者。他的研究聚焦計算複雜性和高效算法設計，通過數學方法探索如何解決複雜計算問題。

這些基礎研究看似遙遠，卻支撐著我們身邊的加密技術、物流調度乃至人工智慧。這一次，Dutta 教授將目光投向了一個困擾學界數十年的經典難題。

一個「購物清單」引發的難題 

Dutta 教授此次研究關注的是「鴿巢等子集和問題」（Pigeonhole Equal Subset Sum），它與經典的子集和問題密切相關。這個問題聽起來抽象，其實很生活化。比如，你錢包里有一堆不同面額的零錢，能不能剛好湊出 3.75 元買一瓶飲料？這類問題的核心，是判斷一組數字中是否存在某些數字組合，使它們的總和滿足特定條件。或者聚餐後 AA，帳單上的幾十道菜能不能精確地分成總價相等的兩份？這些都是典型的子集和問題。

這個問題有趣，但極難解決。當數字不多時，我們還能心算。可一旦數字多了起來，組合方式就會多到讓計算機也束手無策，只能「暴力」窮舉。由於組合數量會隨著數字規模快速增長，子集和問題長期以來都是計算機科學中的經典難題。也正因為它難解，子集和問題反而成了現代密碼學的重要基石之一。

「鴿子」與「洞」的古老智慧 

面對這塊硬骨頭，Dutta 教授的「秘密武器」是一個古老而簡單的數學工具——鴿巢原理（Pigeonhole Principle）。它的核心思想簡單到小學生都能理解：如果有 11 只鴿子要飛進 10 個鴿巢，那麼至少有一個鴿巢里會擠進兩隻或更多的鴿子。這個樸素的原理，卻蘊含著強大的邏輯力量。

Dutta 教授的研究巧妙利用鴿巢原理中的「碰撞」思想，為鴿巢等子集和問題設計新的算法分析方法。他發現，當一組數字滿足某些條件時，就可以把由這些數字構成的「和」看作「鴿子」，把它們除以某個數得到的「餘數」看作「鴿巢」。由於「鴿子」比「鴿巢」多，必然有兩個不同的「和」會落入同一個「巢」，即餘數相同。這種「碰撞」現象成為算法設計中的關鍵線索，為尋找滿足條件的子集提供了新的思路。

這項研究的意義主要體現在算法理論層面。許多組合優化問題都涉及大量可能性搜索，如何提升計算效率一直是計算機科學的重要方向。Dutta 教授的研究為相關問題提供了新的算法思路，也為未來複雜計算任務的優化探索提供了理論基礎。

📌 要點總結

✦ 南洋理工大學計算與數據科學學院的 Pranjal Dutta 教授圍繞「鴿巢等子集和問題」開展算法研究。 

✦ 他的研究利用鴿巢原理中的碰撞思想，為複雜組合問題提供新的算法分析方法。 

✦ 這項研究推動了複雜算法理論的發展，為未來優化計算問題提供新的研究方向。 

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