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  • CodeForces 1091H. New Year and the Tricolore Recreation

    题目简述:给定$n leq 10^5$个三元组$(b_i, w_i, r_i)$,其中$10^5 leq b_i < w_i < r_i leq 10^5$,以及一个限制参数$f$。一个正整数$k$是【好】的,若其为质数,或者为两个(可以相同的)质数之积。A和B进行双人博弈:

    在A的回合:A进行一次操作,选择一个$1 leq i leq n$和一个【好】数$k eq f$,将$(b_i, w_i, r_i)$变为$(b_i+k, w_i, r_i)$或者变为$(b_i+k, w_i+k, r_i)$;

    在B的回合:B进行一次操作,选择一个$1 leq i leq n$和一个【好】数$k eq f$,将$(b_i, w_i, r_i)$变为$(b_i, w_i, r_i-k)$或者变为$(b_i, w_i-k, r_i-k)$。

    一次操作是合法的,如果这个操作之后仍然满足$b_i < w_i < r_i$。第一个无法进行合法操作的一方输掉此次博弈。

    假设二人的决策是最优的,问:1. 若$A$先手则谁赢;2. 若$B$先手则谁赢。

    解:code

    建模:

    令$x_i = w_i-b_i, y_i = r_i-b_i$,一个三元组$(b_i, w_i, r_i)$则可以被二元组$(x_i, y_i)$描述,因为我们只会关心他们的相对位置。

    则在A和B的回合都是:将$(x_i, y_i)$变为$(x_i-k, y_i)$或者$(x_i, y_i-k)$。而且每次操作后,要求满足$x_i > 0$且$y_i > 0$。

    于是,一组$(x_i, y_i)$相当于是两个独立的“取石子游戏”。与传统“取石子游戏”不同的地方则是只允许每次从一堆石子中拿出【好】数个石子。

    从而,整个博弈就化为了$2n$个独立的“取石子游戏”。

    SG函数:

    令$ ext{SG}(n)$表示有$n$个石子的“取石子游戏”的SG函数值,则

    $$ ext{SG}(n) = egin{cases} operatorname{mex}{ ext{SG}(n-k): k leq n ext{是好数} } & n geq 1 \ 0 & n = 0 end{cases}, $$

    其中$ ext{mex} S$表示集合$S$中未出现的最小非负整数。

    观察:当$n leq 2 imes 10^5$时,$ ext{SG}(n) leq 100$。(???)

    求解出SG函数值后,根据Sprague-Grundy定理,将$2n$个独立的“取石子游戏”的SG函数值作异或(xor)得到整个博弈的SG函数值。

    位运算优化:

    我们维护$f[i][j]$表示SG值为$i$的所有已处理的状态是否有向状态$j$的转移。令$u[i]$表示$i$是否是【好】数。若$f[i]$和$u$均用bitset存储,则SG函数的计算以及$f[i][j]$可以如下方式维护:

    f[0] = u;
    for (int i = 1; i <= 200000; ++ i)
    {
        for (SG[i] = 0; f[SG[i]][i]; ++ SG[i]);
        f[SG[i]] |= u<<i;
    }
    

      

    时间复杂度为$O(n^2/32)$,空间复杂度$O(nm/32)$,其中$m$为最大可能的SG函数值。

    注:注意到当$i$较大时,"f[SG[i]] |= u<<i"还有优化空间,因为u的高位bit在运算中是无用的。可自己实现bitset做到此优化。code2

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