Для каких семейств графов это обобщенная география в ?

11

Как упомянул @Marzio, следующая игра называется Generalized Geography .

Для графа и начальной вершины игра определяется следующим образом:гзнак равно(В,Е)vВ

На каждом ходу (чередуются два игрока), игрок выбирает , и тогда происходит следующее:UN(v)

  1. v , а также все его края, удаляется из .г
  2. Uv (то есть обновляется, чтобы быть вершиной ).vU

Игрок, который вынужден выбрать «тупик» (т. Е. Вершину без исходящих ребер), проигрывает.

В каких семействах графов оптимальная стратегия вычисляется за полиномиальное время?

Например, легко видеть, что если - DAG, то мы можем легко вычислить оптимальную стратегию для игроков.г

RB
источник
5
Игра известна как Generalized Geography и является PSPACE завершенной (даже на плоских ориентированных графах). См. Сложность путей формирования игр для некоторых вариантов (также некоторые варианты полиномиального времени)
Марцио Де Биаси
Можете быть более конкретными? Например, из ссылки Марцио вы можете видеть, что ограниченная ширина дерева достаточна.
domotorp
1
@domotorp: Я думаю, что GG на неориентированных графах сплошной сетки является нерешенной открытой проблемой (возможно, также не изученной). Я буду гуглить немного, чтобы увидеть, если это новая проблема. В то время как в случае направленных сплошных графов сетки, кажется, легко смоделировать «дыры», используя направленные ребра, поэтому он должен быть PSPACE-полным.
Марцио де Биаси,

Ответы:

8

Обобщенная география (GG) является PSPACE-полной даже на плоских ориентированных двудольных графах, но, как сообщается в:

Ханс Л. Бодлендер, Сложность игр , формирующих путь , Теоретическая информатика, том 110, выпуск 1, 15 марта 1993 г., страницы 215-245

GG (и некоторые другие PSPACE-полные варианты) линейно разрешимы во времени в графах ограниченной длины деревьев.

ПОБОЧНОЕ ПРИМЕЧАНИЕ: один из вариантов Обобщенной географии, который, как недавно было доказано, является PSPACE-полным, - это Tron ( игра Light Cycles ): по ненаправленному графику два игрока выбирают две разные начальные вершины, а затем по очереди переходят к соседней. вершина от их предыдущего предыдущего в каждом шаге. Игра заканчивается, когда оба игрока не могут больше двигаться. Игрок, который прошел больше вершин, выигрывает (Бодлендер и Клокс предположили, что он будет завершен в PSPACE в 1990 году).
Тильманн Мильцов, Трон, комбинаторная игра на абстрактных графах (2011)


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 

Любопытно, что та же самая матрица получается, если игрок А может выбрать произвольный начальный узел.

Как сказано в комментариях, я думаю, что сложность решения о том, существует ли выигрышная стратегия, когда GG воспроизводится на графиках со сплошной сеткой (с произвольными формами, но без дырок), неизвестна, и, вероятно, не так легко доказать что-либо о это (на самом деле - в некоторой степени связанная с этим - проблема принятия решения, если у графа со сплошной сеткой есть гамильтонов путь , еще открыт, хотя решение о том, имеет ли граф со сплошной сеткой гамильтоновый цикл , разрешимо за полиномиальное время).

Последнее тривиальное примечание: GG разрешимо за полиномиальное время и в полных графах.

Марцио де Биаси
источник
Вы уверены, что гамильтонов цикл в графе сплошной сетки решается за полиномиальное время? Как я помню, это просто неизвестно, с другой стороны, если эта сплошная сетка имеет некоторые структуры (например, L-образную, T-образную, mxn, ...), она разрешима за полиномиальное время, но я не могу вспомнить ни одной статьи, которая решает ее за полиномиальное время. в целом сплошная сетка графов. У вас есть ссылка?
Саид
1
@Saeed Похоже, что Уманс и Ленхарт решили давнюю открытую проблему, см. Гамильтоновы циклы в сплошных сеточных графах . Несколько раз назад я искал недавние / связанные результаты о гамильтоновом пути на сплошных сеточных графах, но ничего не нашел. (Я думаю, что где-то есть еще и связанный с этим вопрос о теории)
Марцио Де Биаси
Спасибо, это действительно здорово, и это не очень новый FOCS1997 , но я никогда не видел его раньше!
Саид
Отличный ответ @MarzioDeBiasi. На самом деле я сталкивался с этой проблемой в другом месте, которое можно смоделировать как сеточный граф, но мне было любопытно также его обобщение.
РБ
Я потратил полчаса, но не смог найти ссылок на Ненаправленную Обобщенную Географию. Я уверен, что кто-то показал, что это PSPACE-полная версия. Может быть, вы знаете об этом?
domotorp