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2 years ago
##[$AcWing$ $893$. 集合-$Nim$游戏](https://www.acwing.com/problem/content/description/895/)
### 一、题目描述
给定 $n$ 堆石子以及一个由 $k$ 个不同正整数构成的数字集合 $S$。
现在有两位玩家轮流操作,每次操作可以从任意一堆石子中拿取石子,每次拿取的石子数量必须包含于集合 $S$,最后无法进行操作的人视为失败。
问如果两人都采用最优策略,先手是否必胜。
**输入格式**
第一行包含整数 $k$,表示数字集合 $S$ 中数字的个数。
第二行包含 $k$ 个整数,其中第 $i$ 个整数表示数字集合 $S$ 中的第 $i$ 个数 $s_i$。
第三行包含整数 $n$。
第四行包含 $n$ 个整数,其中第 $i$ 个整数表示第 $i$ 堆石子的数量 $h_i$。
**输出格式**
如果先手方必胜,则输出 `Yes`
否则,输出 `No`
**数据范围**
$1≤n,k≤100,1≤s_i,h_i≤10000$
**输入样例**
```cpp {.line-numbers}
2
2 5
3
2 4 7
```
**输出样例**
```cpp {.line-numbers}
Yes
```
### 二、理论知识
**理解题意**
集合$S$中有两个数($k=2$),分别是$2$和$5$。也就是拿一次不是任意个,是必须$2$或$5$个。
有$3$堆石子,个数分别是$2,4,7$。问我们是先手必胜还是先手必败。
* $mex$函数
对于集合$S$,$mex(S)=mex(\{x_1,x_2…\})$表示$S$中没有出现的**最小非负整数**。
例如:$S=\{0,1,2,4\}$,那么$mex(S)=3$。
* $sg$函数
$sg(n)=mex(\{sg(i_1),sg(i_2),sg(i_3)...\})$。 $n$为结点;$i_1,i_2,i_3$…是$n$的后继结点。
* 规定
$sg(G)=sg(head)$。 $G$是一个有向图,$head$是$G$的头结点。
* 结论
$sg(G1)$ ^ $sg(G2)$ ^ $sg(G3)$ ^ $…$ ^ $sg(Gn)$为$n$个有向图的异或和,对于$n$个有向图游戏,这个异或和就是它的答案。
### 三、实例解析
$SG$函数是解决博弈论问题的一把利器。
![https://cdn.acwing.com/media/article/image/2020/10/27/42785_3fee2d8518-D58AFD439ED72CF24BB8C6860A0B818D.jpg](https://cdn.acwing.com/media/article/image/2020/10/27/42785_3fee2d8518-D58AFD439ED72CF24BB8C6860A0B818D.jpg)
### 四、$SG$函数复用的原因
![https://cdn.acwing.com/media/article/image/2020/10/27/42785_42cccf9218-F9733CE7743AB71E8ECEF77AAE759922.jpg](https://cdn.acwing.com/media/article/image/2020/10/27/42785_42cccf9218-F9733CE7743AB71E8ECEF77AAE759922.jpg)
### 五、实现代码
```cpp {.line-numbers}
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int N = 110;
const int M = 10010;
int n, k;
int a[N]; // 一共几种取法比如一次取2个或5个。
int f[M]; // SG函数的值
int res;
int sg(int x) {
if (~f[x]) return f[x]; // 记忆化搜索
unordered_set<int> S;
for (int i = 0; i < k; i++)
if (x >= a[i]) S.insert(sg(x - a[i])); // x-s[i]:x的可行路径中终点有哪几个; sg(x-s[i]):这个终点它的sg值
for (int i = 0;; i++)
if (!S.count(i)) return f[x] = i;
}
int main() {
memset(f, -1, sizeof f); // 初始化数组值为-1
cin >> k; // 表示数字集合S中数字的个数
for (int i = 0; i < k; i++) cin >> a[i];
cin >> n; // 一共几堆
// n堆石子每堆石子都取SG值然后异或在一起
for (int i = 0; i < n; i++) {
int x;
cin >> x; // 每堆里多少个
res ^= sg(x);
}
if (res)
puts("Yes"); // 如果不是零,必胜
else
puts("No"); // 如果是零,必败
return 0;
}
```