博弈论的算法总结

  开头先啰嗦一句:想学好博弈,必然要花费很多的时间,深入学习,不要存在一知半解,应该是一看到题目,就想到博弈的类型。

以及,想不断重复不断重复,做大量各大oj网站的题目,最后吃透它。

博弈:

  博弈论又被称为对策论(Game Theory),既是现代数学的一个新分支,也是运筹学的一个重要学科。

博弈,具体的例子就是下棋,双方都考虑最有利于自已的步骤,但是最终必有一方输,一方赢。

  博弈的策略:参与者在行动之前所准备好的一套完整的行动方案,就是想好下完这步棋,对方会如何下,

以及接下来该如何下,最终得出结果。

常见的博弈有以下:

1.博弈:合作博弈和非合作博弈
   合作博弈:指参与者能够达成一种具有约束力的协议,在协议范围内选择有利于双方的策略
   非合作博弈:指参与者无法达成这样一种协议
2.博弈:静态博弈和动态博弈
   静态博弈:指在博弈中,参与者同时选择,或虽非同时选择,但是在逻辑时间
                   上是同时的。(期末老师评分与同学给老师评分)
   动态博弈:指在博弈中,参与者的行动有先后顺序,且后行动者能够观察
                   到先行动者的行动。(下棋)
3.博弈:完全信息博弈与不完全信息博弈
   完全信息博弈:指在博弈中,每个参与者对其他参与者的类型,策略空间及损益函数都有准确的信息。(卖家与买家)
   不完全信息博弈:总有一些信息不是所有参与者都知道的
4.博弈:零和博弈与非零和博弈
   零和博弈:指博弈前的损益总和与博弈后的损益总和相等
   非零和博弈:指博弈后的损益大于(小于)博弈前的损益总和(正和或负和 )

下面我主要讲一些关于比赛中用到的博弈类型:

首先你要理解必胜状态和必败状态:

  对下先手来说,

  一个状态是必败状态当且仅当它的所有后继都是必败状态。

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  一个状态是必胜状态当且仅当它至少有一个后继是必败状态。

  就是说,博弈者,一旦捉住了胜利的把柄,必然最后胜利。

博弈中常常用到的:

  两个数,不用中间变量实现交换。
  a b;
  a = a^b;
  b = a^b;
  a = a^b;

巴什博弈:

百度百科:

  巴什博弈:只有一堆n个物品,两个人轮流从这堆物品中取物, 规定每次至少取一个,最多取m个。最后取光者得胜。

  显然,如果n=m+1,那么由于一次最多只能取m个,所以,无论先取者拿走多少个,后取者都能够一次拿走剩余的物品,后者取胜。因此我们发现了如何取胜的法则:如果n=(m+1)r+s,(r为任意自然数,s≤m),那么先取者要拿走s个物品,如果后取者拿走k(≤m)个,那么先取者再拿走m+1-k个,结果剩下(m+1)(r-1)个,以后保持这样的取法,那么先取者肯定获胜。总之,要保持给对手留下(m+1)的倍数,就能最后获胜。这个游戏还可以有一种变相的玩法:两个人轮流报数,每次至少报一个,最多报十个,谁能报到100者胜。对于巴什博弈,那么我们规定,如果最后取光者输,那么又会如何呢?(n-1)%(m+1)==0则后手胜利

先手会重新决定策略,所以不是简单的相反行的
例如n=15,m=3
后手 先手 剩余
0 2 13
1 3 9
2 2 5
3 1 1
1 0 0
先手胜利 输的人最后必定只抓走一个,如果>1个,则必定会留一个给对手
请去刷一下的题目,均是巴什博弈
HDU1846  HDU1847   HDU2147  HDU2149  HDU2188 HDU2897

威佐夫博弈:

  一定要去百度百科上面,先理解透意思。

  下面是一些威佐夫博弈的总结:

  威佐夫博弈(Wythoff's game):有两堆各若干个物品,两个人轮流从某一堆取至少一个或同时从两堆中取同样多的物品,规定每次至少取一个,多者不限,最后取光者得胜。
这种情况下是颇为复杂的。我们用(a[k],b[k])(a[k] ≤ b[k] ,k=0,1,2,...,n)(表示两堆物品的数量并称其为局势,如果甲面对(0,0),那么甲已经输了,这种局势我们称为奇异局势。
前几个奇异局势是:(0,0)、(1,2)、(3,5)、(4,7)、(6,10)、(8,13)、(9,15)、(11,18)、(12,20)。注:k表示奇异局势的序号, 第一个奇异局势k=0。
可以看出,a[0]=b[0]=0,a[k]是未在前面出现过的最小自然数,而 b[k]= a[k] + k。
 

设当前局势为(a,b); a <= b
①a==b:同时从两堆取走a个石子,转化为(0,0)
②a==a[k]&&b>b[k]:从第二堆取走b−b[k]个石子,转化为(a,b[k])
③a==a[k]&&b<b[k]:同时从两堆取走a−a[b−a]个石子,转化为(a[b−a],b−a+a[b−a])
④a>a[k]&&b==b[k]:从第一堆取走a−a[k]个石子,转化为(a[k],b)
⑤a<a[k]&&b==b[k]:若a==a[j] (j<k),则从第二堆取走b−b[j]个石子,转化为(a,b[j]);

  否则必有a==b[j](j<k)a==b[j](j<k),则从第二堆取走b−a[j]b−a[j]个石子,转化为(a[j],a)

  例如5  8 ,5>a(8-5)=a3=4  8>b(8-5)=b3=7 从两堆中取走a-a(b-a)=5-4=1个,变成奇异局势(4,7)。

  例如4 6 ,4>a(6-4)=a2=3  6>b(6-4)=b2=5 从两堆中取走a-a(b-a)=4-3=1个,变成奇异局势(3,5)。

  可以理解成变成差为b-a的奇异局势。

如果a=bk并且b-a!=k,则从b堆中取走b-ak个,变成奇异局势(ak,bk).

  例如,5 10 ,5=b2 10-5=5!=2 则从10中取走10-a2=10-3=7个,变成奇异局势(3,5)。

为什么要b-a!=k呢?例如7 10 , 7=a3,10-7=3=k 也可以变成奇异局势(4,7)。但这已经在4)判断过了。

  奇异局势就是当你面临这种情况的时候,你必然是输的,反之,你必赢。
  (a,b),a,b两堆物品的重量,此处是b>a;
  解题的技巧:
  if a > b , 交换两个值。
  c = b-a;
  c = (int)(c*((根号5)+1)/2)
  if(c == b)  先手必输
  else 先手必赢
  题目: HDU1527  HDU2177特别要注意HDU2177这道题目。

尼姆博弈(Nimm Game):

尼姆博弈指的是这样一个博弈游戏:  有任意堆物品,每堆物品的个数是任意的,双方轮流从中取物品,每一次只能从一堆物品中取部分或全部物品,最少取一件,  取到最后一件物品的人获胜。

结论就是:把每堆物品数全部异或起来,如果得到的值为0,那么先手必败,否则先手必胜。

  可以参考这个网站,https://blog.csdn.net/u011644423/article/details/37870703。

  经典题目:http://acm.hdu.edu.cn/showproblem.php?pid=2176

  

  

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