Generare un labirinto di difesa della torre, noto anche come Trovare i nodi K più vitali ("interdizione nodewise") in un grafico a griglia non ponderato


22

In un gioco di difesa della torre, hai una griglia NxM con un inizio, una fine e un numero di muri.

Image1

I nemici prendono il percorso più breve dall'inizio alla fine senza passare attraverso i muri (di solito non sono vincolati alla griglia, ma per semplicità diciamo che lo sono. In entrambi i casi, non possono muoversi attraverso "buchi" diagonali)

image2

Il problema (almeno per questa domanda) è posizionare fino a K muri aggiuntivi per massimizzare il percorso che i nemici devono prendere, senza bloccare completamente l'inizio dal traguardo. Ad esempio, per K = 14

Image3


Ho determinato che questo è lo stesso del problema "k nodi più vitali":

Dato un grafico non orientato G = (V, E) e due nodi s, t ∈ V, i nodi k-più-vitali sono i nodi k la cui rimozione massimizza il percorso più breve da s a t.

Khachiyan et al. 1 hanno dimostrato che, anche se il grafico non è ponderato e bipartito, anche l'approssimazione della lunghezza del percorso più breve entro un fattore 2 è NP-Difficile (dati k, s, t) .

Tuttavia, non tutto è perduto: in seguito, L. Cai et al. 2 hanno dimostrato che, per "grafici di permutazione bipartiti", questo problema può essere risolto in tempo pseudo-polinomiale usando il "modello di intersezione".

Non sono stato in grado di trovare nulla sui grafici a griglia non ponderati in particolare, e non riesco a capire come i "grafici di permutazione bipartiti" siano correlati, se non del tutto. C'è stata qualche ricerca pubblicata relativa al mio problema - forse sto guardando nel posto completamente sbagliato? Anche un algoritmo di approssimazione pseudo-polinomiale decente funzionerebbe bene. Grazie!


1 L. Khachiyan, E. Boros, K. Borys, K. Elbassioni, V. Gurvich, G. Rudolf e J. Zhao "Problemi di interdizione su percorsi brevi: interruzione totale totale e basata sul nodo", Teoria dei sistemi informatici 43 ( 2008), 2004-233. link .
2 L. Cai e J. Mark Keil, "Trovare i k nodi più vitali in un grafico a intervalli." link .

Nota: questa domanda è un seguito alla mia domanda stackoverflow trovata qui .


3
Un chiarimento: non ti è permesso rimuovere un set di nodi che disconnetterebbero completamente dall'inizio dalla fine?
David Eppstein,

@ David: Sì, modificato, scusate la confusione. Deve esserci ancora una soluzione.
BlueRaja - Danny Pflughoeft

Risposte:


12

SfSfnmm-(n-1)Sf(n-1)l+(n-2)SfSf


Bella riduzione!
Marzio De Biasi

Certo, è quello che ho immaginato dato i riferimenti nella domanda; ma ho ancora bisogno di una soluzione, e speravo in qualcosa di meglio del semplice "usa ricottura / algoritmi genetici / simili". La mia domanda è: esiste (come nel caso del grafico della permutazione bipartita sopra) qualche soluzione pseudo-polinomiale nota, o anche un'approssimazione decente che garantisce un certo limite?
BlueRaja - Danny Pflughoeft

3
O(n/polylog)Ω(n1-ε)

Non sono in grado di seguire quella scia di logica, ma prenderò in considerazione la tua parola e ti darò un segno di spunta molto triste :( ✓. Grazie per aver dedicato del tempo a pensare e rispondere a questa domanda, Professor Eppstein!
BlueRaja

Un anno e molto apprendimento (da parte mia) dopo, ora capisco e sono d'accordo con questa prova. Grazie ancora :)
BlueRaja - Danny Pflughoeft l'
Utilizzando il nostro sito, riconosci di aver letto e compreso le nostre Informativa sui cookie e Informativa sulla privacy.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.