上一篇文章咱们讲了两种经典的博弈模型:《【ACM博弈论】SG函数入门(1):从巴什博奕到尼姆游戏》,这一节咱们开始解说SG函数。

作者:Eriktse
简介:19岁,211计算机在读,现役ACM银牌选手力争以通俗易懂的形式解说算法!❤️欢送关注我,一起交换C++/Python算法。(优质好文继续更新中……)
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在理解SG函数之前,咱们须要晓得博弈图。

博弈图

就比方Bash博弈,当n=7,m=3时,咱们能够画出如下的博弈图。

咱们能够发现,每一个点都有至少2个后继状态(即出点),这个是能够通过Bash推出来的。

其余博弈题大多也能够相似的推出一个这样的图。

SG函数

SG函数能够了解为一个用于示意博弈图中节点状态的一个函数。同时sg(x) = n还示意节点x的出点形成一个汇合{y | 0 <= sg(y) <= n - 1},也就是说x能够达到所有sg小于它本人的sg的点。

就比方上图,咱们规定必败态的sg = 0,必胜态的sg != 0。于是咱们能够晓得sg(0) = 0,而后往回推。

sg函数转移方程

$$sg(x) = mex({y | y \in out[x]})$$

说人话就是x的sg是其所有出点的sg形成的汇合做mex运算,mex示意汇合中最小的没呈现过的自然数

代码个别为:

int mex(set<int>& st){    for(int i = 0;; ++ i)        if(st.find(i) == st.end())//如果找不到i            return i;}

于是咱们能够推出下面这个博弈图的所有点的sg函数。

留神是依据所有出点推出以后点,只有所有出点都确定了,以后点的sg能力确定,有点像建反图而后topo,然而个别咱们会间接写一个记忆化搜寻而后打表找法则。在解决带环的图时须要具体情况具体分析。

下面这张图咱们很容易找出法则,就是0 1 2 0 1 2....

子游戏的合并

Nim定理:全局后果等于子游戏SG的异或和。

咱们昨天学过Nim博弈,他是有n堆石子,每次能够选一堆拿走若干个。那么咱们能够将子游戏看做是一堆石子每堆石子的个数是 (sg) 个,而后取走若干个石子类比为将sg转移到更小的sg

当初咱们就能够解决一些形象的博弈问题了。

做题个别思路

个别是三步:找出SG转移方程,打表找法则,子游戏合并。

为什么须要打表找法则呢,因为个别题目给的数据会很大,且个别会有较强的规律性,打表找到法则就行无需证实,证实对于比赛来说太侈靡了,而且没太大意义。

例题:AtCoder Beginner Contest 297 - Constrained Nim 2

先写一个_sg()函数用于打表:

int _sg(int x){    if(x == 0)return 0;    set<int> st;    for(int i = max(0ll, x - r);i <= x - l; ++ i)st.insert(_sg(i));    for(int i = 0; ; ++ i )if(st.find(i) == st.end())return i;}

咱们随机输出一些数据,打个表,失去如下后果:


咱们发现这个在l,r给定的状况下,sg(x)的值十分有法则,能够用上面这个表达式间接表白:

int sg(int x){    return x % (l + r) / l;}

最初把所有子游戏的sg异或起来就是最终答案。

AC代码:

#include <bits/stdc++.h>#define int long longusing namespace std;const int N = 2e5 + 9;int a[N], l, r;int sgk(int x){    if(x == 0)return 0;    set<int> st;    for(int i = max(0ll, x - r);i <= x - l; ++ i)st.insert(sgk(i));    for(int i = 0; ; ++ i )if(st.find(i) == st.end())return i;}int sg(int x){    return x % (l + r) / l;}signed main(){    ios::sync_with_stdio(0), cin.tie(0), cout.tie(0);        int n;cin >> n >> l >> r;    for(int i = 1;i <= n; ++ i)cin >> a[i];    // for(int i = 0;i <= 20; ++ i)        // cout << "sg(" << i << ") = " << sgk(i) << " = " << sg(i) << '\n';    int ans = 0;    for(int i = 1;i <= n; ++ i)ans ^= sg(a[i]);    if(ans)cout << "First" << '\n';    else cout << "Second" << '\n';        return 0;}
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