• 博弈论1


    博弈的意思就是下棋,这个没什么好解释的-------来自@月桂醛聚醚硫酸酯钠 dalao

    博弈论

    NIM博弈

    1

    平面上有两堆石子,现在Alice和Bob轮流取石子。

    每次每个人只能取其中一堆石子,不能不取。

    取不了石子的输。求先手必胜的状况。

    当两堆石子不同的时候是先手必胜。

    这时候只需要先手把两堆石子取到相同。

    然后后手拿多少先手拿多少就行。

    2

    还是上题,只是平面上有N堆石子,每堆有$a_i$个。

    当a的异或和等于0时后手必胜,否则先手必胜。

    证明:首先当所有的棋子数目都0时候是一个必败局面,此时异或和为0。

    我们假设所有异或和为0的局面为必败局面,否则为必胜局面。除了最终局面之外,所有必败局面都一定不可以转化为必败局面。

    而所有的必胜局面都一定有可能转化为必败局面。怎么转化呢?

    对于必胜局面,我们求一下a数组的异或和x,其中一定存在一个$a_k ge x$,让$a_koplus= x$,这样转化为了必败局面。

    有向图游戏

    当前你和Alice有一个DAG,DAG的一个入度为0的节点上有一个棋子,你们俩轮流把棋子移动一步,不能移动算输。

    我们把它抽象成一个模型,为有向图游戏。

    显然,一个节点表示一个局面。一条边则表示局面的转移。

     SG函数

    我们现在有一个非负整数集合的子集A,定义mex(A)运算代表A集合没有出现的最小非负整数。

    mex的参数是一个集合,结果是一个函数值。例如:mex({0,1,4,2,5}) =3

    在有向图游戏中,当一个节点是必败局面的时候,

    他的SG函数值为0,否则为他所有能够转移到的局面的SG函数值组成的集合的mex值。

    SG函数值是一个局面的估价。

    SG函数在某年初赛中有考过。

    有向图游戏的和

    当NIM游戏只有一堆石子的时候(如果石子不为0,先手必胜),

    有SG(0)=0,SG(1)=1,SG(2)=2...SG(N)=N。

    对于N个有向图游戏,定义他们的和为:每一次移动可以将一个有向图游戏的一个棋子向前移动一步,移动不了的算输。

    显然对于一个局面,当前N个棋子所在位置的SG函数值为${a_1,a_2,...,a_n}$,这个局面的SG函数值为这n个a的异或和。

    思考题

    现在有一块n*m的矩形,矩形有一个格子是黑色的。现在Alice和Bob轮流把这个矩形劈成两半(沿着任意一条格子之间的直线劈开),保留有黑色格子的那个。

    最后无法劈的人输。求先手必胜。

    固定黑色格子的那个棋子,变为4堆棋子的nim博弈。

    平局

    例题:A Game With Numbers

    Alice和Bob又在玩游戏,他们每个人手里有8个[0,4]之间的数字。每次一个人选自己的一个数字和对方的一个数字,自己的数字+=对方的数字,自己的数字%=5。不能选择0。不能操作者输。现在给一个局面,问胜负还是平局。

    读到这里你肯定会很懵逼,这之后只会出现输赢哪里来平局呢?你没有想到过这个有环。

    我们先枚举状态。状态数有$(5^8)^2$种(152587890625种),但实际上没有这么多,因为数字的位置和状态无关。

    用组合数则$(C_{5+8-1}^8)^2$种。(245025种)。另外我们注意到有些位置胜负已经确定了(当前有一方全是0,那么先手必败,因为无法走了),

    我们从这个状态递推(记忆化搜索?)到其它全部状态,推出所有能够确定胜负的状态,

    剩下的就是不能够确定胜负的状态辣。时间复杂度$O(5^2*245025)$。

    概率论

    OI中期望是当前你处于某一个确定的局面,你有若干种可供选择的后继,

    选择某种后继具有某个概率,对所有方案出现概率乘以他的最后局面权值的和是这个局面的期望。

    通常在OI中,为了方便你做题,一个局面的期望只和当前所处位置有关,和之前的决策无关。

    OI中概率的考察通常与递推啊高斯消元什么的相结合。

                                          -------源自rqj大佬的markdown

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