博弈論基礎入門

2022-05-06 21:00:06 字數 2165 閱讀 7171

乙個遊戲滿足以下條件時被叫做公平組合igc遊戲

本蒟蒻的理解:公平組合遊戲都可以轉化為博弈論問題來解決。例如經典的「nim遊戲」「有向圖遊戲」都是公平組合遊戲。型別的問題也可以轉化成前兩種模型解決。

洛谷 題目位址

證明:

最後所有石子都取完是必敗態,此時 \(\mathrm\) 和為 \(0\)。

由此可以推得必敗態的上乙個狀態 \(\mathrm\) 和不為 \(0\)。

對於乙個任意 \(\mathrm\) 不為 \(0\) 的狀態,令 \(x=\sum} a_i\),假設 \(x\) 的最高位為 \(k\),那麼一定存在 \(a_j\) 的第 \(k\) 也為 \(1\),在 \(a_i\) 中取走 \(a_i-a_i \mathrm\ x\) 顆石子(即剩下 \(a_i \mathrm\ x\) 顆石子),則操作後的狀態異或和為 \(0\)。

對於任意乙個 \(\mathrm\) 和為 \(0\) 的狀態,無論怎麼選取,下乙個的狀態的異或和必定不為 \(0\)。

重複以上操作,根據數學歸納法,初始狀態 \(\mathrm\) 和不為 \(0\),先手必勝。

證畢。

給定一張有向無環圖,初始在起點 \(s\) 處放一枚棋子。每一回合玩家可以向出邊移動一步,不能移動者失敗。問是否有先手必贏策略?

想要解決這個問題,我們首先要引入\(\mathrm\) 運算\(sg\) 函式

\(\mathrm\) 運算是求乙個集合裡面沒有的最小非負整數,用數學語言表達即(\(n\) 是自然數集):

\[\mathrm(s) = \min\

\](特指有向圖遊戲)在有向圖遊戲中,對於每個結點 \(x\),其 \(sg\) 函式為:

\[sg(x) = \mathrm \

\](\(y_i,1 \le i \le k\) 是 \(x\) 的 \(k\) 條出邊的第 \(i\) 條出邊所指向的點)

可以發現,\(sg\) 函式是遞迴定義的。\(sg\) 函式的終點即為不可移動的點,因為沒有出邊,所以不可移動的點的 \(sg\) 函式等於 \(0\)。

特別的,乙個有向圖遊戲 \(g\) 的 \(sg\) 函式是該有向圖的起點 \(s\) 的 \(sg\) 函式,即 \(sg(g) = sg(s)\)。

回到有向圖遊戲,對於這個遊戲,有乙個定理。

對於該定理的證明,可以結合\(sg\) 函式意義數學歸納法進行證明。過程比較簡單,留給讀者自行證明。

(並不知道有什麼專業名稱) 類似於nim遊戲與有向圖遊戲的相結合。

定義多個有向圖遊戲 \(g_1,g_2,...,g_n\),每一回合玩家可以在任意乙個有向圖遊戲 \((g_i,1 \le i \le n)\) 上移動一步,不可移動者失敗。問先手是否有必贏策略?

關於該定理的證明,讀者可以在自主完成上一定理的證明後,結合nim遊戲定理的證明,感性理解一下。(因為我也不會呀qwq)

poj2311 剪紙遊戲

題目大意:\(n\) 堆石子,第 \(i\) 堆石子有 \(a_i\) 個,給定 \(x\),每次可以取 \([1,x]\) 個石子,問先手是否必勝。

結論:若 \(\bigoplus\limits_^n (a_i \% (x+1)) \not = 0\) 則先手必勝,否則先手必敗。

感性理解一下:對於某一堆石子 \(a_i\),當 \(a_i>(x+1)\),後手取掉乙個數 \(y \in [1,x+1)\),先手可以取乙個數 \(z\),滿足 \(z=x+1-y\),\(z\) 一定是可以取到的(也就是說\(z\in [1,x+1)\)),則 \(a_i\) 變為了 \(a_i - (x+1)\),以此類推,該堆石子變為 \(a_i\%(x+1)\) 時,這堆石子就可以取任意數了。推廣到每一堆石子,就轉化成了 nim 遊戲。

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