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)vV

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

  1. Gv , а також всі його краю, видаляється з .G
  2. v uuv (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.