Every-SG游戏

参考自 石家庄二中 贾志豪 IOI2009国家集训队论文 《组合游戏略述—— 浅谈 SG 游戏的若干拓展及变形》

一、定义

游戏规则加上 对于还没有结束的所有单一游戏,游戏者必须对其进行决策

二、结论

对于必胜的单一游戏,游戏者希望玩的越久越好

对于必败的单一游戏,游戏者希望越早结束越好

因为Every-SG 游戏的获胜方取决于坚持到最后的游戏者

所以

对于必胜态,需要知道最慢几步可以结束游戏

对于必败态,需要知道最快几步可以结束游戏

令step表示结束游戏的步数

那么

若状态S是结束状态,那么step(s)=0

若状态S是先手必胜态,那么step(s)=max(step(t))+1,其中满足t是先手必败态

若状态S是先手必败态,那么step(s)=min(step(s))+1

定理:

Every-SG 游戏先手必胜当且仅当单一游戏中最大的step为奇数。

三、证明

要证明结论的正确性,需证明以下三点:

1、若S为先手必胜态,则step(s)=奇数,否则step(s)=偶数

因为Every-SG 游戏的获胜方取决于坚持到最后的游戏者,所以游戏的获胜方取决于最大的step。

2、设最大的step为step_max,那么获胜方要保证游戏 在>=step_max 步结束

3、设最大的step为step_max,那么获胜方要保证所有的必败单一游戏在<=step_max步结束

这两点显然

证明1:数学归纳法,终止状态为先手必败态,step=0=偶数,往前推即可

证明2:

设step最大的单一游戏为A,获胜方为W

W总在A处于先手必胜态时移动A的状态,而它又希望游戏持续时间越长越好,所以只会使A的step减少1

对方总是在A处于先手必败态时移动A的状态,而处于先手必败态时,step是后继状态的step取min+1,所以对方至多使step减少1

这里的减少x指转移到step-x的后继状态

所以 游戏在>=step_max 步内结束

证明3:

设获胜方为W,其某一个必败单一游戏为B

W总是在B处于先手必败态时移动B的状态,所以他希望这个游戏越早结束越好,此时的step是后继状态的step取min+1,所以W一定会使step减少1

对方总是在B处于先手必胜态时移动B的状态,此时step是后继状态的step取max+1,所以对方至少使step减少1

所以游戏B在<=step_max 步结束

四、例题

hdu 3595  GG and MM

题意:

N组石子,每组有两堆,每次可以从一堆中取走另一堆的倍数个石子,N组石子同时操作

#include<cstdio>
#include<cstring>
#include<algorithm> using namespace std; #define N 1001 int sg[N][N];
int step[N][N]; int find(int a,int b)
{
if(a>b) swap(a,b);
if(sg[a][b]!=-) return sg[a][b];
int mi=1e9,mx=-;
for(int i=a;i<=b;i+=a)
if(!find(a,b-i))
{
sg[a][b]=sg[b][a]=;
mx=max(mx,step[a][b-i]);
}
else mi=min(mi,step[a][b-i]);
if(sg[a][b]==)
{
step[a][b]=step[b][a]=mx+;
return true;
}
step[a][b]=step[b][a]=mi+;
return sg[a][b]=sg[b][a]=;
} int main()
{
int n,a,b;
int ans;
memset(sg,-,sizeof(sg));
for(int i=;i<N;++i) sg[][i]=sg[i][]=;
while(scanf("%d",&n)!=EOF)
{
ans=;
for(int i=;i<=n;++i)
{
scanf("%d%d",&a,&b);
find(a,b);
ans=max(ans,step[a][b]);
}
puts(ans& ? "MM" : "GG");
}
}
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