Для яких сімей графів узагальнена географія в ?


11

Як згадував @Marzio, наступна гра відома як « Узагальнена географія» .

Враховуючи графік та початкову вершину , гра визначається так:v ∈ VG=(V,E)v∈V

На кожному кроці (два гравці чергуються) гравець вибирає , і тоді відбувається таке:u∈N(v)

  1. Gv , а також всі його краю, видаляється з .G
  2. v uu→v (тобто оновлюється до вершини ).vu

Гравець, який змушений вибрати "тупик" (тобто вершину без вихідних ребер), програє.

У яких сімействах графіків оптимальна стратегія, обчислювана в поліноміальний час?

Наприклад, легко зрозуміти, що якщо є DAG, то ми можемо легко обчислити оптимальну стратегію для гравців.G


5
Гра відома під назвою « Узагальнена географія» і є повною PSPACE (навіть на планарних графіках). Дивіться складність ігор Path Forming для деяких варіантів (також кілька варіантів поліноміального часу)
— Marzio De Biasi

Чи можете ви бути більш конкретними? Наприклад, за посиланням Марціо, ви бачите, що обмежена широчина ширини достатня.
— домоторп

1
@domotorp: Я думаю, що GG на непрямому графіку суцільної сітки є невирішеною відкритою проблемою (можливо, також не вивчається). Я трохи погуглю, щоб побачити, чи це нова проблема. У той час як у випадку спрямованих графіків суцільної сітки здається, що легко імітувати "дірки" за допомогою спрямованих країв, тому це повинно бути повним PSPACE.
— Marzio De Biasi

Відповіді:


8

Узагальнена географія (GG) є повною PSPACE навіть на планарних двосторонніх графіках, але, як повідомляється у:

Ганс Л. Бодлендер, Складність ігор , що формують шлях , Теоретична інформатика, Том 110, Випуск 1, 15 березня 1993 р., Сторінки 215-245

GG (та деякі інші варіанти PSPACE-повні) є лінійно-розв'язуваними за часом у графіках обмеженої широти ширини.

СТОРІННЯ ПРИМІТКА: одним із варіантів узагальненої географії, який нещодавно було доведено, що PSPACE є повним, є Tron ( гра « Легкі цикли» ): даючи непрямий графік, два гравці вибирають дві різні стартові вершини, а потім по черзі рухаються до сусіднього вершини від їх відповідної попередньої на кожному кроці. Гра закінчується, коли обидва гравці більше не можуть рухатися. Гравець, який пройшов більше вершин, перемагає (Бодлендер і Клокс в 1990 році вважали його завершеним PSPACE).
Tillmann Miltzow, Tron, комбінаторна гра на абстрактних графіках (2011)


Редагувати : Я створив невелику програму для тестування гри на маленьких прямокутних графах суцільної сітки (непрямої) (непрямий), і результат підказує, що поліноміальний час вирішується також для цього класу графіків (якщо припустити, що перший вузол, обраний гравцем A - верхній лівий вузол):n×m

               Width n
           1 2 3 4 5 6 7 8 
         1 A B A B A B A B    Winning matrix up to 8x8
         2   B B B B B B B 
         3     A B A B A B 
Height m 4       B B B B B  
         5         A B A B 
         6           B B B 
         7             A B 
         8               B 

Цікаво, що та сама матриця виходить, якщо гравець A може вибрати довільний стартовий вузол.

Як сказано в коментарях, я думаю, що складність вирішення питання про те, чи є виграшна стратегія, коли GG грається на суцільних графних сітках (з довільними формами, але без дірок), невідома, і, ймовірно, довести щось про це не так просто це (справді - дещо пов’язана - проблема вирішення питання, чи має графіка суцільної сітки гамільтонів шлях, як і раніше відкрита, хоча вирішити, чи є графіка суцільної сітки з гамільтоновим циклом, - це поліноміальне вирішення часу).

Заключна тривіальна примітка: GG розв'язується в поліномі за часом також у повних графах.


Ви впевнені, що цикл гамільтонів у графіці суцільної сітки багаточлен вирішується за часом? Як я пам’ятаю, це просто невідомо, з іншого боку, якщо ця суцільна сітка має деякі структури (наприклад, форма L, форма T, mxn, ...), це поліноміальний час вирішується, але я не можу пригадати жодного паперу, який би вирішив її в поліноміальний час загалом графіки суцільної сітки. У вас є довідник?
— Саїд

1
@Saeed Схоже, що Уманс і Ленхарт вирішили давню відкриту проблему, див. Гамільтонові цикли в суцільних графних гратах . Нещодавно я шукав останні / пов’язані результати про гамільтонів шлях на суцільних графних сітках, але нічого не знайшов. (Я думаю, що також є десь пов'язане питання про cstheory)
— Marzio De Biasi

Дякую, це справді чудово, а також це не дуже новий FOCS1997 , але я його ще ніколи не бачив!
— Саїд

Чудова відповідь @MarzioDeBiasi. Насправді я зіткнувся з цією проблемою в іншій обстановці, яку можна змоделювати як сітчасту графіку, але мені було цікаво і її узагальнення.
— РБ

Я витратив півгодини, але не зміг знайти жодних посилань на непряму генералізовану географію. Я впевнений, що його, мабуть, хтось показав, що він закінчений PSPACE. Ви, можливо, знаєте про це?
— domotorp

Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.