博弈論原理

2021-10-25 07:59:51 字數 1859 閱讀 9633

公平組合遊戲icg

若乙個遊戲滿足:

由兩名玩家交替行動;

在遊戲程序的任意時刻,可以執行的合法行動與輪到哪名玩家無關;

不能行動的玩家判負;

則稱該遊戲為乙個公平組合遊戲,即博弈遊戲。

nim博弈屬於公平組合遊戲,但城建的棋類遊戲,比如圍棋,就不是公平組合遊戲。因為圍棋交戰雙方分別只能落黑子和白子,勝負判定也比較複雜,不滿足提前判斷兩者勝負的條件。

先來舉乙個栗子了解博弈論:有兩堆石子,第一堆有2個,第二堆有3個,甲乙可以選擇某一堆的任意個石子,輪到誰沒有石子了誰就輸。那麼先手甲必勝。

為什麼呢?讓甲先選擇第二堆的1個石子,那麼剩下的兩堆都是2個石子,輪到乙選擇,無論乙選擇拿幾個石子,甲都在另一堆裡拿相同的數字(即映象選擇),那最後的結果必然是甲勝出。

介紹博弈論之前,先介紹兩個概念:先手必勝狀態、先手必敗狀態。

1、先手必勝狀態:可以走到某乙個必敗狀態。(可以讓對手必敗)

2、先手必敗狀態:走不到任何乙個必敗狀態。

說原理之前先說一下可行的結論:

對於nim遊戲來說,題目所給的a1,a2,a3...an這n堆石子(ai表示每堆石子的數量),如果a1^a2^a3...^an=0,那麼先手必敗,如果a1^a2^a3...^an!=0,那麼先手必勝。

接下來我們來證明這個結論:

1、0^0^0...^0=0  這個肯定是先手必敗的情況

2、a1^a2^a3...^an=x(x!=0)

假設x的二進位制最高位是第k位,那麼一定存在乙個ai,它的第k位二進位制位也為1,因為如果所有的ai第k位二進位制位都為0的話,那x的第k位就不會是1了。我們讓這個ai與x相異或,因為他們的第k位都為1,所以ai^x一定小於ai,ai-(ai^x)一定大於0.我們現在從第i堆裡面取出ai-ai^x個石子,由於ai-(ai^x)一定大於0,所以這個操作一定是可行的。取出來之後,第i堆石子剩下ai-(ai-ai^x),即ai^x個石子。再讓這n堆石子異或,a1^a2^a3...^(ai^x)^...an=(a1^a2^a3...^an)^x=x^x=0.

綜上所述,當n堆石子異或值不等於0的時候,我們一定有辦法取出一次石子,讓它們的異或值變成0.

3、a1^a2^a3...^an=0(式子一)

結論:當n堆石子異或值為0時,無論怎樣操作,之後的n堆石子異或值一定不是0.

我們用反證法來證明這個結論。假設n堆石子異或值為0時,我們取一次石子之後,異或值為0.(取一次石子之後,第i堆石子由ai變為ai')那麼,a1^a2^a3...^ai'^...^an=0(式子二).

我們把式子一和式子二上下分別相乘,由於除了ai和ai'其他的石子數都是成對出現的,因此ai^ai'=0,於是ai=ai'。這顯然與前提假設相矛盾,因為我們假設了先手取了一定數量的石子的.因此當n堆石子異或值為0時,無論怎樣操作,之後的n堆石子異或值一定不是0.

好了,有了以上三個條件,我們來證明一下先前說的結論。如果一開始a1^a2^a3...^an=0,那麼先手無論怎樣操作,之後的異或值一定不是0,然後後手一定有辦法將異或值變成0,先手無論怎樣操作,之後的異或值一定不是0,然後後手一定有辦法將異或值變成0......因為石子數量有限,因此這個遊戲一定可以結束。最後後手一定可以走到條件一的情況0^0^0...^0=0,因此先手必敗。證明當a1^a2^a3...^an!=0,先手必勝,過程與之相同。

例題

#include #include using namespace std;

int main()

if(res) cout<

else cout<

return 0;

}

寫出來劃划水~

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