Nim 博弈(证明)
题目:有若干堆石子,每堆石子的数量都是有限的,合法的移动是“选择一堆石子并拿走若干颗(不能不拿)”,如果轮到某个人时所有的石子堆都已经被拿空了,则此人输掉了游戏
以下为针对这个问题的三条定理;(以下设每堆数目为a1~ai)
①0^0^0^0^0^0^0...^0=0(当所有堆都为0时);
②如果当前a1^a2^a3^ai...^an=x; 则可通过一次操作从某堆中取出石子将其转变为 a1^a2^a3^ai'...^an=0;
③如果当前a1^a2^a3^ai...^an=0;则不能通过一次操作再使a1^a2^a3^ai'...^an=0
对②证明:由于异或值为x,那么对于a1~an中一定存在ai(二进制)的最高位为1(因为对于异或只有存在1和0才能得1).
那么我们就可以去ai堆,使ai堆只剩下ai^x(显然:ai>ai^x 因为ai和x的最高位都为1,异或后为0)
对 ③证明:假设能通过一次操作使a1^a2^a3^ai...^an=0仍成立;操作后为a1^a2^a3^ai'...^an=0;将两个红色的式子左右两边分别异或左侧a1^a1^a2^a2...^ai^ai'^an^an其中ai^ai一定含1(二进制),而a1^a1..an^an的值一定为0,所以左侧结果非0;而右侧0^0为0;左右两边不相等,所以假设不成立;因此不能通过一次操作使a1^a2^a3^a4...^an=0继续保持
现在我们由以上的3个定理,给出石子a1~an,假设此时a1^a2^a3..an=x(非0);根据定理②我们就可以 操作一步使a1^a2^a3..an=0;根据定理③对手只能将当前结果变为x(非0);重复执行以上的操作,一定会存在我执行完操作后,每堆石子都为0;对手不能操作,我们胜利。
结论:采取最优策略,如果a1^a2^...an=x(非0)则我方能够获胜,a1^a2^...an=0对手获胜。(总结一下队长讲的^^)
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