Kombinatorické hry typu Taking and Breaking

Abstract

V této práci analyzujeme několik otevřených problémů v oblasti nestranných i stranných her typu Taking and Breaking. Pro nestranné odčítací hry dokážeme existenci hry s aperiodickou nim-sekvencí a periodickou sekvencí výhra-prohra. Analyzujeme ekvivalenční třídy těchto her a nalézáme řešení jedné z těchto tříd. Také představujeme novou hru typu Taking and Breaking, kterou z velké části vyřešíme. V oblasti stranných her provedeme analýzu několika odčítacích her a her typu Pure Breaking. Pro tyto hry také představíme obecnou techniku testování aritmetické periodicity. Pro automatické řešení nestranných her typu Taking and Breaking navrhujeme několik algoritmů. Práci uzavíráme důkazem PSPACE-těžkosti nestranné zobecněné odčítací hry a EXPTIME-těžkosti této hry ve stranné variantě.

In this thesis, we examine several open problems in taking and breaking games under the impartial and partizan setting. We prove the existence of an impartial subtraction game with aperiodic nim-sequence and periodic outcome sequence. We also analyze the equivalence classes of subtraction games and provide a solution to one of these classes. We introduce a new taking and breaking game and partially solve it. Then we solve several partizan subtraction games and partizan pure breaking games and describe a general technique for testing arithmetic periodicity of these games. Moreover, we design some game solving algorithms for impartial taking and breaking games. We prove PSPACE-hardness for a generalized subtraction game under the impartial setting and EXPTIME-hardness under the partizan setting.