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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/68464
Type: | Tese |
Title: | Resultados em jogos de coloração e perseguição em grafos |
Title in English: | Results in coloring games and pursuit games on graphs |
Authors: | Costa, Eurinardo Rodrigues |
Advisor: | Sampaio, Rudini Menezes |
Keywords: | Jogo da coloração;Jogo da coloração gulosa;Jogo do espião;Complexidade computacional |
Issue Date: | 2022 |
Citation: | COSTA, Eurinardo Rodrigues. Resultados em jogos de coloração e perseguição em grafos. 2022. 104 f. Tese (Doutorado em Ciência da Computação) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2022. |
Abstract in Brazilian Portuguese: | Nesta tese, estudamos três jogos em grafos. Para o Jogo da Coloração, respondemos uma questão aberta de longa data proposta por Bodlaender em 1991: o número cromático de jogo é PSPACE-difícil. Mostramos também que o número guloso de jogo é PSPACE-difícil, no Jogo da Coloração Gulosa. De fato, mostramos que ambos os problemas, do Jogo da Coloração e do Jogo da Coloração Gulosa, são PSPACE-Completos, mesmo se o número de cores é o número cromático. Além disso, provamos que o número guloso de jogo é igual ao número cromático para várias superclasses de cografos, estendendo o resultado de Havet e Zhu de 2013. Para o Jogo do Espião, obtemos um limite superior para o produto forte de dois grafos gerais e mostramos exemplos de grafos grades Rei que chegam nesse limite e outros grafos grades Rei que o número de guarda é menor que esse limite. Obtemos também o valor exato do número de guarda no produto lexicográfico de dois grafos gerais para cada distância d ≥ 2. Do ponto de vista algorítmico, mostramos o resultado positivo: se o número k de guardas é fixo, o Jogo do Espião é solucionável em tempo polinomial O(n3k+2 ) para cada velocidade s ≥ 2 e distância d ≥ 0. Em outras palavras, o Jogo do Espião está em XP quando o parâmetro é o número de guardas. Usando o algoritmo XP, obtemos um algoritmo FPT para grafos com poucos P4’s. Como resultado negativo, provamos que o Jogo do Espião é W[2]-difícil mesmo em grafos bipartidos quando o parâmetro é o número de guardas, para cada velocidade s ≥ 2 e distância d ≥ 0, estendendo, deste modo, o resultado de Cohen et al. de 2018. |
Abstract: | In this thesis we study three games in graphs. In the graph coloring game we answer a long-standing open question proposed by Bodlaender in 1991: the game chromatic number is PSPACE-hard. In the greedy coloring game we also prove that the game Grundy number is PSPACE-hard. In fact, we prove that both problems, the graph coloring game and the greedy coloring game, are PSPACE-Complete even if the number of colors is the chromatic number. Moreover, we prove that the game Grundy number is equal to the chromatic number for several superclasses of cographs, extending a result of Havet and Zhu in 2013. In the spy game we obtain an upper bound on the strong product of two general graphs and obtain examples of King grids that match this bound and other examples for which the guard number is smaller. We also obtain the exact value of the guard number in the lexicographic product of two general graphs for any distance d ≥ 2. From the algorithmic point of view, we prove a positive result: if the number k of guards is fixed, the spy game is solvable in polynomial time O(n3k+2) for every speed s ≥ 2 and distance d ≥ 0. In other words, the spy game is XP when parameterized by the number of guards. This XP algorithm is used to obtain an FPT algorithm on graphs with few P4’s. As a negative result, we prove that the spy game is W[2]-hard even in bipartite graphs when parameterized by the number of guards, for every speed s ≥ 2 and distance d ≥ 0, extending the hardness result of Cohen et al. in 2018. |
URI: | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/68464 |
Appears in Collections: | DCOMP - Teses defendidas na UFC |
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