Создание защитного лабиринта башни, или Нахождение K наиболее важных узлов («узловой запрет») в невзвешенном сеточном графике


22

В игре Tower Defense у вас есть сетка NxM с началом, финишем и несколькими стенами.

Изображение1

Враги выбирают кратчайший путь от начала до конца, не проходя сквозь стены (обычно они не привязаны к сетке, но для простоты, скажем, так. В любом случае они не могут перемещаться через диагональные «дыры»)

Image2

Задача (по крайней мере, для этого вопроса) состоит в том, чтобы разместить до K дополнительных стен, чтобы максимизировать путь, по которому должны идти враги, без полного блокирования старта с конца. Например, для К = 14

Image3


Я определил, что это то же самое, что и проблема «k самых важных узлов»:

Для неориентированного графа G = (V, E) и двух узлов s, t ∈ V k-самыми важными узлами являются k узлов, удаление которых максимизирует кратчайший путь из s в t.

Хачиян и др. 1 показали, что, даже если график невзвешенный и двудольный, аппроксимация длины максимального кратчайшего пути с коэффициентом 2 является NP-трудной (учитывая k, s, t) .

Однако еще не все потеряно: позднее Л. Кай и др. 2 показали, что для «двудольных графов перестановок» эта проблема может быть решена за псевдополиномиальное время с помощью «модели пересечений».

Мне не удалось найти что-либо конкретно на невзвешенных графах сетки, и я не могу понять, как связаны «двудольные графы перестановок», если вообще связаны. Было ли опубликовано какое-либо исследование, касающееся моей проблемы - может быть, я смотрю в совершенно неправильном месте? Даже приличный алгоритм псевдополиномиальной аппроксимации будет работать хорошо. Благодарность!


1 Л. Хачиян, Э. Борос, К. Борис, К. Эльбассиони, В. Гурвич, Г. Рудольф и Дж. Чжао. «О проблемах , препятствующих короткому пути: полный и узловатый ограниченный запрет», Теория компьютерных систем 43 ( 2008), 2004-233. ссылка .
2 Л. Кай и Дж. Марк Кейл, «Нахождение k наиболее важных узлов в интервальном графе». ссылка .

Примечание: этот вопрос является продолжением моего вопроса о стековом потоке, найденного здесь .


3
Уточнение: вам не разрешено удалять набор узлов, которые полностью отключат начало от конца?
Дэвид Эппштейн

@ Дэвид: Да отредактировано, извините за путаницу. Там все еще должно быть решение.
BlueRaja - Дэнни Пфлюгофт

Ответы:


12

sеsеNмм-(N-1)sе(N-1)L+(N-2)sеsе


Хорошее сокращение!
Марцио де Биаси,

Конечно, это то, что я понял, учитывая ссылки в вопросе; но мне все еще нужно какое-то решение, и я надеялся на что-то лучшее, чем простое «использовать отжиг / генетические алгоритмы / подобные». Мой вопрос заключается в том, существует ли (как вышеописанный случай двудольного графа перестановок) какое-либо известное псевдополиномиальное решение или даже полуприличное приближение, которое гарантирует некоторую оценку?
BlueRaja - Дэнни Пфлюгофт

3
О(N/поLYLог)Ω(N1-ε)

Я не могу проследить этот след логики, но я приму ваше слово и поставлю вам очень печальную галочку :( ✓. Спасибо, что нашли время подумать и ответить на этот вопрос, профессор Эппштейн!
BlueRaja - Дэнни Пфлюгофт

Через год и много обучения (с моей стороны) я теперь понимаю и согласен с этим доказательством.
Еще
Используя наш сайт, вы подтверждаете, что прочитали и поняли нашу Политику в отношении файлов cookie и Политику конфиденциальности.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.