Connexions! The Largest Connected Subgraph Game
Connexions ! Le jeu du plus grand sous-graphe connexe
Résumé
This paper introduces the largest connected subgraph game played on an undirected graph G.
In each round, Alice first colours an uncoloured vertex of G red, and then, Bob colours an uncoloured vertex of G blue, with all vertices initially uncoloured. Once all the vertices are coloured, Alice (Bob, resp.) wins if there is a red (blue, resp.) connected subgraph whose order is greater than the order of any blue (red, resp.) connected subgraph. We first prove that Bob can never win, and define a large class of graphs (called reflection graphs) in which the game is a draw. We then show that determining the outcome of the game is PSPACE-complete, even in bipartite graphs of small diameter, and that recognising reflection graphs is GI-hard. We also prove that the game is a draw in paths if and only if the path is of even order or has at least 11 vertices, and that Alice wins in cycles if and if only if the cycle is of odd length. Lastly, we give an algorithm to determine the outcome of the game in cographs in linear time.
Nous définissons le jeu du plus grand sous-graphe connexe. Soit un graphe dont les sommets sont initialement non colorés. Tour-à-tour, le premier joueur, Alice, colore en rouge un sommet non coloré, puis le second joueur, Bob, colore un sommet non coloré en bleu, et ainsi de suite. Le jeu s'achève lorsque tous les sommets du graphe ont été colorés. Le vainqueur est le joueur dont le sous-graphe coloré a la plus grande composante connexe. Nous prouvons que, si Alice joue optimalement, Bob ne peut jamais gagner, et définissons une classe de graphes infinie, appelés graphes miroirs, dans lesquels Bob peut forcer une égalité. Du point de vue complexité, nous montrons ensuite que déterminer l'issue du jeu est PSPACE-complet même lorsque restreint aux graphes bipartis de petit diamètre, et que reconnaître un graphe miroir est GI-difficile. Enfin, nous montrons que, dans certaines familles de graphes particulières, dont les chemins, cycles, et cographes, l'issue du jeu peut être déterminée en temps linéaire.
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