前言
“博弈论”这个算法我久仰大名,一年前就已经有所耳闻,只是我一直不会,今天简单学习了博弈论初步。
博弈论一般来讲,问题的形式就是两个人进行某种博弈,这两个人都绝顶聪明,都希望自己能赢,博弈论一般不会出现平局的情况。
概念
局面:游戏当前的状况
必败局面:操作到这个局面的人一定会失败,只能由必胜局面转移而来。
必胜局面:操作到这个局面的人一定会胜利,只能由必败局面转移而来。
博弈初步
Nim博弈
Nim博弈是最基础的博弈论问题之一 。
问题描述:有两名玩家\(A\)和\(B\)在一起玩一个游戏,一共有\(N\)堆石子,每一堆石子有\(a[i]\)个,两人轮流取石子,每次可以从任意一堆取走任意多的石子,但不能不取,当轮到某一个人取石子的时候,如果他不能再进行操作(也就是石子被取完了),他就输了,游戏结束。给定石子的堆数和每一堆的个数,两个人都希望采取最优解,问是否存在先手必胜的情况。
分析:问题的答案是,求每一堆石子的异或和,如果为\(0\),先手必败,如果不为\(0\),先手必胜。
证明:
设第\(i\)堆石子有\(a[i]\)个,那么必败的局面就是所有石子都被取完,此时\(a[1]*a[2]*....*a[n]=0\)。
I.如果当前处于某个局面,本局面\(a[1]*a[2]*...*a[n]=x!=1\)(也就是必胜局面),那么我们运用异或的性质,在等式两边同时异或一个\(x\),可以得到:\(a[1]*a[2]*...*a[n]^x=x^x=0\),也就是说,
我们可以在\(a[i]\)中找到一个数与\(x\)异或,最终使局面转为\(a[1]*a[2]*...*a[n]=0\),这个数可以随意寻找,只要满足\(x^a[i]<=a[i]\),那么我们就可以从某堆石子中取出\(a[i]-x^a[i]\)个石子,从而
使接下来的局面异或和等于\(0\)。我们将异或和不为\(0\)的状态称为必胜局面,第一是因为当前选手可以继续操作,第二是因为考虑最优解,就要把局面转为必败局面。
II.如果当前处于某个局面,本局面\(a[1]*a[2]*...*a[n]=0\)(也就是必败局面),那么我们当前选手无论怎样取,都会转为异或和不为\(0\)的局面,也就是必胜局面,举例,如果当前某一项\(a[i]\)被我们
变成了\(a[j]\),由于\(a[i]!=a[j]\),在满足\(a[1]*...*a[i]*...a[n]=0\)的情况下就不能再满足\(a[1]*...*a[j]*...a[n]=0\),情况从必败局面转为必胜局面,由II情况重新进入I情况。
综上所述,最初状态如果是必胜局面,那么处于这个局面的人必胜,否则必败。<\font>
这就是基础的\(Nim\)博弈。
#include<cstdio>
using namespace std;
int n,a[500005],maxn;
int main()
{
int ans=0,add;
scanf("%d",&n);
for(int i=1;i<=n;i++)scanf("%d",&a[i]),ans^=a[i];
if(!ans){printf("lose\n");return 0;}
for(int i=1;i<=n;i++)
{
if((ans^a[i])<=a[i])
{
printf("%d %d\n",a[i]-(ans^a[i]),i);
for(int j=1;j<=n;j++)
{
if(j==i){printf("%d ",ans^a[i]);continue;}
printf("%d ",a[j]);
}
break;
}
}
return 0;
}
证毕.
Bash博弈
困了,明早再写。