预备知识:
它们有如下性质:
- 合法操作集合为空的局面是P-position
- 可以移动到P-position的局面是N-position
- 所有移动都只能到N-position的局面是P-position
有一部分博弈论的题只需要用数学归纳法找出PN状态的一般规律就可以解决,
例:
想用几道入门题练手还可以做:
接着我们引入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。
对于一个给定的有向无环图,定义关于图的每个顶点的SG函数sg如下:sg(x)=mex{ sg(y) | y是x的后继 }。也就是说,一个点的SG函数为在它所有后继中都未出现的最小的值。
SG函数的性质:
来看一下SG函数的性质。首先,所有的没有出边的顶点,其SG值为0,因为它的后继集合是空集。然后对于一个sg(x)=0的顶点x,它的所有后继y都满足 sg(y)≠ 0。对于一个sg(x)≠ 0的顶点,必定存在一个后继y满足sg(y)=0。
这个时候你就应该有所发现了!SG函数的性质和N,P局面的性质非常相似! 以上表明,顶点x所代表的postion是P-position当且仅当sg(x)=0(跟P-positioin/N-position的定义是完全对应的)。
后手必胜当且仅当sg的异或和为0
这么说有些难理解,可以从经典的nim游戏进入(为了好举例,改动一下):
题目描述
甲,乙两个人玩Nim取石子游戏。
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....
这个时候再来理解“后手必胜当且仅当sg的异或和为0”这句话:如果一个数的大于0,证明这个数的后继状态一定有0,证明他进行完这一步或者说取完石子便取完了,那他一定胜利,反之,其sg函数值为0的话,他就必输了。
求SG函数值的模板:
![](https://images.cnblogs.com/OutliningIndicators/ContractedBlock.gif)
1 //f[]:可以取走的石子个数 2 //sg[]:0~n的SG函数值 3 //hash[]:mex{} 4 int f[N],sg[N],hash[N]; 5 void getSG(int n) 6 { 7 int i,j; 8 memset(sg,0,sizeof(sg)); 9 for(i=1;i<=n;i++) 10 { 11 memset(hash,0,sizeof(hash)); 12 for(j=1;f[j]<=i;j++) 13 hash[sg[i-f[j]]]=1; 14 for(j=0;j<=n;j++) //求mes{}中未出现的最小的非负整数 15 { 16 if(hash[j]==0) 17 { 18 sg[i]=j; 19 break; 20 } 21 } 22 } 23 }
我们可以将一个有 x 个物品的堆视为节点 x ,则当且仅当 y<x 时,节点 x 可以到达 y 。
那么,由 n 个堆组成的 Nim 游戏,就可以视为n 个有向图游戏了。
根据上面的推论,可以得出SG(x)=x 。再根据 SG 定理,就可以得出 Nim 和的结论了。
有以下例题,当然也可以自行寻找:
POJ 2425 A Chess Game
POJ 2960 S-Nim
感觉讲的很简略,放一下参考博客:
[https://www.cnblogs.com/candy99/p/6548836.html]