Nim POJ - 2068
发布日期:2021-05-10 20:50:06 浏览次数:16 分类:精选文章

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在分析多人尼姆游戏时,我们需要扩展传统尼姆游戏的规则,将参赛人数拓展至两个队伍。每支队伍有固定数量的队员交替入座,单次能够取走若干块石头,取走后一块石头的队伍则失败。我们需要判断第一支队伍是否拥有必胜策略。

分析与理解

我们将采用记忆化搜索的方法,记录轮到第几人时剩余多少块石子的状态,从而分析游戏的胜负规律。

必胜点与必败点

  • 必败点(P点):指在双方都采取理想策略的情况下,当前玩家无法获胜的状态。
  • 必胜点(N点):指在双方都采取理想策略的情况下,当前玩家能够获胜的状态。

游戏的SG函数(Sprague-Grundy函数)将帮助我们分析这些状态。SG函数的定义如下:

  • mex函数:从集合中找出最小的不包含的非负整数。例如,mex{0,1,2}=3。
  • 对于任何状态x,SG(x) = mex{SG(y)},其中y是所有可能后继状态。
  • 终局状态(如游戏结束)对应SG值0,是一个必败点。


    游戏分析

    让我们从简单的案例入手,逐步分析SG函数的值。

  • n = 0:没有石子可取,此时是必败点,SG(0) = 0。
  • n = 1:当前玩家可以取走1块石子,直接赢,SG(1) = 1。
  • n = 2:当前玩家可以取走2块石子,直接赢,SG(2) = 1。
  • n = 3:无论当前玩家取1、3块石子,对方都能在下一轮取走剩下的石子,对方胜利。因此,SG(3) = 0。
  • 通过继续分析,我们可以发现SG值呈现出周期性规律:SG(n) = 0,1,1,0,1,1,0,...。


    代码实现

    以下是用C语言实现SG函数的代码。dp数组用于保存中间结果,dfs函数通过记忆化搜索计算SG值。代码逻辑如下:

  • 初始化dp数组,标记已计算的状态。
  • 递归函数dfs计算当前状态res的SG值,递归终止条件为res == 0
  • 对于每一个状态,尝试所有可能的取法(取1到res块石子),递归计算后继状态的SG值。
  • mex函数则从所有可能的后继SG值中找出最小的未被使用的值。

  • 结论

    通过以上分析,可以看出第一支队伍在多人尼姆游戏中是具有必胜策略的。通过合理安排每一轮的取石数量,第一支队伍能够迫使对方进入必败状态,最终确保胜利。

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