题意:
多人尼姆游戏将参赛人数拓展至两个队伍,每支队伍有 名队员交替入座,单次分别能多取走 块石头,取走 块石头中的后一块的队伍失败,求第一支队伍是否有必胜策略?
**分析:**标准的记忆化搜索,用 记录轮到第 个人时剩余 个石子的状态。
//与题目无关
理解:
在介绍SG函数和SG定理之前我们先介绍介绍必胜点与必败点吧.
必胜点和必败点的概念:
P点:必败点,换而言之,就是谁处于此位置,则在双方操作正确的情况下必败。
N点:必胜点,处于此情况下,双方操作均正确的情况下必胜。
必胜点和必败点的性质:
1、所有终结点是 必败点 P 。(我们以此为基本前提进行推理,换句话说,我们以此为假设)
2、从任何必胜点N 操作,至少有一种方式可以进入必败点 P。
3、无论如何操作,必败点P 都只能进入 必胜点 N。
我们研究必胜点和必败点的目的时间为题进行简化,有助于我们的分析。通常我们分析必胜点和必败点都是以终结点进行逆序分析。我们以hdu 1847 Good Luck in CET-4 Everybody!为例:
当 n = 0 时,显然为必败点,因为此时你已经无法进行操作了
当 n = 1 时,因为你一次就可以拿完所有牌,故此时为必胜点
当 n = 2 时,也是一次就可以拿完,故此时为必胜点
当 n = 3 时,要么就是剩一张要么剩两张,无论怎么取对方都将面对必胜点,故这一点为必败点。
以此类推,最后你就可以得到;
n : 0 1 2 3 4 5 6 …
position: P N N P N N P …
你发现了什么没有,对,他们就是成有规律,使用了 P/N来分析,有没有觉得问题变简单了。
现在给你一个稍微复杂一点点的: hdu 2147 kiki’s game
现在我们就来介绍今天的主角吧。组合游戏的和通常是很复杂的,但是有一种新工具,可以使组合问题变得简单————SG函数和SG定理。
Sprague-Grundy定理(SG定理):
游戏和的SG函数等于各个游戏SG函数的Nim和。这样就可以将每一个子游戏分而治之,从而简化了问题。而Bouton定理就是Sprague-Grundy定理在Nim游戏中的直接应用,因为单堆的Nim游戏 SG函数满足 SG(x) = x。对博弈不是很清楚的请参照http://www.cnblogs.com/ECJTUACM-873284962/p/6398385.html进行进一步理解。
SG函数:
首先定义mex(minimal excludant)运算,这是施加于一个集合的运算,表示最小的不属于这个集合的非负整数。例如mex{0,1,2,4}=3、mex{2,3,5}=0、mex{}=0。
对于任意状态 x , 定义 SG(x) = mex(S),其中 S 是 x 后继状态的SG函数值的集合。如 x 有三个后继状态分别为 SG(a),SG(b),SG?,那么SG(x) = mex{SG(a),SG(b),SG?}。 这样 集合S 的终态必然是空集,所以SG函数的终态为 SG(x) = 0,当且仅当 x 为必败点P时。
【实例】取石子问题
有1堆n个的石子,每次只能取{ 1, 3, 4 }个石子,先取完石子者胜利,那么各个数的SG值为多少?
SG[0]=0,f[]={1,3,4},
x=1 时,可以取走1 - f{1}个石子,剩余{0}个,所以 SG[1] = mex{ SG[0] }= mex{0} = 1;
x=2 时,可以取走2 - f{1}个石子,剩余{1}个,所以 SG[2] = mex{ SG[1] }= mex{1} = 0;
x=3 时,可以取走3 - f{1,3}个石子,剩余{2,0}个,所以 SG[3] = mex{SG[2],SG[0]} = mex{0,0} =1;
x=4 时,可以取走4- f{1,3,4}个石子,剩余{3,1,0}个,所以 SG[4] = mex{SG[3],SG[1],SG[0]} = mex{1,1,0} = 2;
x=5 时,可以取走5 - f{1,3,4}个石子,剩余{4,2,1}个,所以SG[5] = mex{SG[4],SG[2],SG[1]} =mex{2,0,1} = 3;
以此类推…
x 0 1 2 3 4 5 6 7 8…
SG[x] 0 1 0 1 2 3 2 0 1…
由上述实例我们就可以得到SG函数值求解步骤,那么计算1~n的SG函数值步骤如下:
1、使用 数组f 将 可改变当前状态 的方式记录下来。
2、然后我们使用 另一个数组 将当前状态x 的后继状态标记。
3、最后模拟mex运算,也就是我们在标记值中 搜索 未被标记值 的最小值,将其赋值给SG(x)。
4、我们不断的重复 2 - 3 的步骤,就完成了 计算1~n 的函数值。
//与题目无关
代码实现如下:
//f[N]:可改变当前状态的方式,N为方式的种类,f[N]要在getSG之前先预处理
//SG[]:0~n的SG函数值
//S[]:为x后继状态的集合
int f[N],SG[MAXN],S[MAXN];
void getSG(int n){
int i,j;
memset(SG,0,sizeof(SG));
//因为SG[0]始终等于0,所以i从1开始
for(i = 1; i <= n; i++){
//每一次都要将上一状态 的 后继集合 重置
memset(S,0,sizeof(S));
for(j = 0; f[j] <= i && j <= N; j++)
S[SG[i-f[j]]] = 1; //将后继状态的SG函数值进行标记
for(j = 0;; j++) if(!S[j]){ //查询当前后继状态SG值中最小的非零值
SG[i] = j;
break;
}
}
}
//题目代码
#include<cstdio>
#include<string.h>
#include<algorithm>
#include<string>
#include<cmath>
#include<iostream>
using namespace std;
int m[22];
int n, S;
int dp[22][(1 << 13) + 3];
int dfs(int id, int res) {
if(dp[id][res] != -1) return dp[id][res];if(res == 0) return dp[id][res] = 1;dp[id][res] = 0;for(int i = 1; i <= res && i <= m[id]; i++) {
if(!dfs((id + 1) % (2 * n), res - i)) dp[id][res] = 1;}return dp[id][res];
}int main() {
while(scanf("%d", &n) && n) {
scanf("%d", &S);int m1, m2;for(int i = 0; i < n * 2 ; i++){
scanf("%d", &m[i]);}memset(dp, -1, sizeof(dp));printf("%d\n", dfs(0, S));}return 0;
}