zoukankan      html  css  js  c++  java
  • 斐波拉契博弈

    有一堆个数为n的石子,游戏双方轮流取石子,满足:

    1)先手不能在第一次把所有的石子取完;

    2)之后每次可以取的石子数介于1到对手刚取的石子数的2倍之间(包含1和对手刚取的石子数的2倍)。

    约定取走最后一个石子的人为赢家,求必败态。

    这个和之前的Wythoff’s Game 和取石子游戏 有一个很大的不同点,就是游戏规则的动态化。之前的规则中,每次可以取的石子的策略集合是基本固定的,但是这次有规则2:一方每次可以取的石子数依赖于对手刚才取的石子数。

    这个游戏叫做Fibonacci Nim,肯定和Fibonacci数列:f[n]:1,2,3,5,8,13,21,34,55,89,… 有密切的关系。如果试验一番之后,可以猜测:先手胜当且仅当n不是Fibonacci数。换句话说,必败态构成Fibonacci数列。

    就像“Wythoff博弈”需要“Beatty定理”来帮忙一样,这里需要借助“Zeckendorf定理”(齐肯多夫定理):任何正整数可以表示为若干个不连续的Fibonacci数之和。

    先看看FIB数列的必败证明:

    1、当i=2时,先手只能取1颗,显然必败,结论成立。

    2、假设当i<=k时,结论成立。

    则当i=k+1时,f[i] = f[k]+f[k-1]。

    则我们可以把这一堆石子看成两堆,简称k堆和k-1堆。

    (一定可以看成两堆,因为假如先手第一次取的石子数大于或等于f[k-1],则后手可以直接取完f[k],因为f[k] < 2*f[k-1])

    对于k-1堆,由假设可知,不论先手怎样取,后手总能取到最后一颗。下面我们分析一下后手最后取的石子数x的情况。

    如果先手第一次取的石子数y>=f[k-1]/3,则这小堆所剩的石子数小于2y,即后手可以直接取完,此时x=f[k-1]-y,则x<=2/3*f[k-1]。

    我们来比较一下2/3*f[k-1]与1/2*f[k]的大小。即4*f[k-1]与3*f[k]的大小,由数学归纳法不难得出,后者大。

    所以我们得到,x<1/2*f[k]。

    即后手取完k-1堆后,先手不能一下取完k堆,所以游戏规则没有改变,则由假设可知,对于k堆,后手仍能取到最后一颗,所以后手必胜。

    即i=k+1时,结论依然成立。

    对于不是FIB数,首先进行分解。

    分解的时候,要取尽量大的Fibonacci数。

    比如分解85:85在55和89之间,于是可以写成85=55+30,然后继续分解30,30在21和34之间,所以可以写成30=21+9,

    依此类推,最后分解成85=55+21+8+1。

    则我们可以把n写成 n = f[a1]+f[a2]+……+f[ap]。(a1>a2>……>ap)

    我们令先手先取完f[ap],即最小的这一堆。由于各个f之间不连续,则a(p-1) > ap + 1,则有f[a(p-1)] > 2*f[ap]。即后手只能取f[a(p-1)]这一堆,且不能一次取完。

    此时后手相当于面临这个子游戏(只有f[a(p-1)]这一堆石子,且后手先取)的必败态,即先手一定可以取到这一堆的最后一颗石子。

    同理可知,对于以后的每一堆,先手都可以取到这一堆的最后一颗石子,从而获得游戏的胜利。

    结论 : 如果这一堆石子的数量为斐波拉契数,则先手败

    HDU 2516

    1堆石子有n个,两人轮流取.先取者第1次可以取任意多个,但不能全部取完.以后每次取的石子数不能超过上次取子数的2倍。取完者胜.先取者负输出"Second win".先取者胜输出"First win".

    Sample Input
    2
    13
    10000
    0

    Sample Output
    Second win
    Second win
    First win

     1 # include <iostream>
     2 # include <cstdio>
     3 # include <cmath>
     4 # include <algorithm>
     5 using namespace std ;
     6 
     7 int fib[50] ;
     8 
     9 int main ()
    10 {
    11     fib[0] = 1 ;
    12     fib[1] = 2 ;
    13     int i , n ;
    14     for (i = 2 ; i <= 45 ; i++)
    15       fib[i] = fib[i - 1] + fib[i - 2] ;
    16     
    17     while (scanf("%d" , &n) , n)
    18     {
    19         for (i = 1 ; i <= 45 ; i++)
    20            if (fib[i] == n)
    21               break ;
    22         if (i < 45)      
    23            printf("Second win
    ") ;
    24         else
    25            printf("First win
    ") ;
    26         
    27     }
    28     
    29     return 0 ;
    30 }
    View Code
  • 相关阅读:
    OC中数组的使用方法
    fuel Explain
    OpenStack images
    linux dd实现磁盘完整全盘镜像备份backup,恢复recover(restore)
    linux大事件集
    Ruiy classicsQuotations
    OpenSuSE zypper OpenStack Icehouse repoAdd
    OpenSuSE zypper repo及Desktop媒体播放器设置 for OpenSuSE12.
    OpenSuSE查看指定软件包是否安装(OpenSuSE使用RPM作为默认的软件包维护管理工具)
    OpenStack开启sshd
  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/mengchunchen/p/4490725.html
Copyright © 2011-2022 走看看