理論: 博弈4 :威佐夫博奕(Wythoff Game)

威佐夫博奕(Wythoff Game)

個人理解:
有兩堆石子,數量任意,可以不同。遊戲開始由兩個人輪流取石子。遊戲規定,每次有兩種不同的取法,一是可以在任意的一堆中取走任意多的石子;二是可以在兩堆中同時取走相同數量的石子。最後把石子全部取完者爲勝者。

這種情況下是頗爲複雜的。我們用(ak,bk)(ak ≤ bk ,k=0,1,2,…,n)表示
兩堆物品的數量並稱其爲局勢,如果甲面對(0,0),那麼甲已經輸了,這種局勢我們
稱爲奇異局勢。前幾個奇異局勢是:(0,0)、(1,2)、(3,5)、(4,7)、(6,
10)、(8,13)、(9,15)、(11,18)、(12,20)。

可以看出,a0=b0=0,ak是未在前面出現過的最小自然數,而 bk= ak + k,奇異局勢有

如下三條性質:

1。任何自然數都包含在一個且僅有一個奇異局勢中。
由於ak是未在前面出現過的最小自然數,所以有ak > ak-1 ,而 bk= ak + k > ak-1 + k-1 = bk-1 > ak-1 。
所以性質1。成立。

2。任意操作都可將奇異局勢變爲非奇異局勢。
事實上,若只改變奇異局勢(ak,bk)的某一個分量,那麼另一個分量不可能在其 他奇異局勢中,所以必然是非奇異局勢。如果使(ak,bk)的兩個分量同時減少,則由
於其差不變,且不可能是其他奇異局勢的差,因此也是非奇異局勢。
3。採用適當的方法,可以將非奇異局勢變爲奇異局勢。

假設面對的局勢是(a,b),若 b = a,則同時從兩堆中取走 a 個物體,就變爲了 奇異局勢(0,0);如果a = ak ,b >
bk,那麼,取走b – bk個物體,即變爲奇異局 勢;如果 a = ak , b < bk ,則同時從兩堆中拿走 ak – ab –
ak個物體,變爲奇異局 勢( ab – ak , ab – ak+ b – ak);如果a > ak ,b= ak +
k,則從第一堆中拿走多餘 的數量a – ak 即可;如果a < ak ,b= ak + k,分兩種情況,第一種,a=aj (j < k)
,從第二堆裏面拿走 b – bj 即可;第二種,a=bj (j < k),從第二堆裏面拿走 b – a j 即可。

**從如上性質可知,兩個人如果都採用正確操作,那麼面對非奇異局勢,先拿者必勝 ;反之,則後拿者取勝。**

**那麼任給一個局勢(a,b),怎樣判斷它是不是奇異局勢呢?我們有如下公式:**

**ak =[k(1+√5)/2],bk= ak + k  (k=0,1,2,…,n 方括號表示取整函數)**

奇妙的是其中出現了黃金分割數(1+√5)/2 = 1。618…,因此,由ak,bk組成的矩形近
似爲黃金矩形,由於2/(1+√5)=(√5-1)/2,可以先求出j=[a(√5-1)/2],若a=[ j(1+√5)/2],那麼a =
aj,bj = aj + j,若不等於,那麼a = aj+1,bj+1 = aj+1
+ j + 1,若都不是,那麼就不是奇異局勢。然後再按照上述法則進行,一定會遇到奇異 局勢。
以上內容轉自http://www.cnblogs.com/tanky_woo/archive/2010/08/20/1804464.html

我們來簡單的來概括一下:

對於符合下面條件的整數對(a, b):

double x = (1 + sqrt(5.0)) / 2;

if(a == (int)b * x)
{
    ……
}

那麼這個狀態就是先手必敗的狀態
換句話說, 這個轉狀態的上一步就是後手必敗(先手必勝)

取(2堆)石子游戲

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