diff --git a/TangDou/AcWing_TiGao/T5/GameTheory/1322.md b/TangDou/AcWing_TiGao/T5/GameTheory/1322.md index 6de7731..4e47ff0 100644 --- a/TangDou/AcWing_TiGao/T5/GameTheory/1322.md +++ b/TangDou/AcWing_TiGao/T5/GameTheory/1322.md @@ -110,68 +110,70 @@ $\large L[i][i]=R[i][i]=a_i$ #### 分类讨论 +![](https://cdn.acwing.com/media/article/image/2022/04/04/145584_d2d0424bb4-%E6%97%A0%E6%A0%87%E9%A2%98.jpg) + - **特殊情况:$L=R=0$** -令 $\displaystyle \large x=a[j](x>0)$ +令 $\displaystyle \large X=a[j](x>0)$ 若 $R=0$ 则 $L=R=0$,此时 $x>\max\{L,R\}$,也就是说 $L=0$ 和 $R=0$ 都属于 $Case$ $5$,故其它 $Case$ 满足 $L,R>0$。 > 注:因$R=0$,表示在[$i$,$j-1$]确定后,右侧为$0$就能满足[$i$,$j-1$]这一段为先手必败,此时,左侧增加那堆个数为$0$就可以继续保持原来的先手必败,即$L=0$,而且已经证明了$L=R=0$是唯一的。 -* $x=R$($Case$ $1$) - 最简单的情况——根据 $R=right[i][j-1]$ 的定义,$x=R$则区间 $[i,j]$ 是必败局面,因此左边啥也不能添,添了反而错,故 +* $X=R$($Case$ $1$) + 最简单的情况——根据 $R=right[i][j-1]$ 的定义,$X=R$则区间 $[i,j]$ 是必败局面,因此左边啥也不能添,添了反而错,故 $$\large left[i][j]=0$$ -* $x - * $x \geq L$,即 $L \leq x < R$($Case$ $3$) - * **结论**:$$\large left[i][j]=x+1$$ + * ② $X \geq L$,即 $L \leq X < R$($Case$ $3$) + * **结论**:$$\large left[i][j]=X+1$$ * **证明**: - 即 **求证** $(x+1,a_i,a_{i+1},\cdots,a_{j-1},x)$为 **必败局面** ,其中 $L \leq x L$,则后手将最右堆拿成 $z-1$ 个石子($z-1 \ge L>0$),**保证左侧比右侧多$1$个石子**,就能回到 $Case$ $3$ 本身,递归证明即可 * 若 $z=L$,则后手将最右堆拿完,根据 $L=left[i][j-1]$ 定义知此时局面必败 * 若 $0 * 若先手拿最右边一堆,设拿了以后 **还剩 $z$ 个石子** * 若 $z \ge L$,则后手将最左堆拿成 $z+1$个石子,就能回到 $Case$ $3$ 本身,递归证明即可 * 若 $0R$ - * $x≤L$,即 $R < x \leq L$($Case$ $4$) - * 结论:$$\large left[i][j]=x-1$$ +* $X>R$ + * ① $X≤L$,即 $R < X \leq L$($Case$ $4$) + * 结论:$$\large left[i][j]=X-1$$ * **证明**: * 若先手拿最左边一堆,设拿了以后还剩 $z$ 个石子。 - * 若 $z \geq R$,则后手将最右堆拿成 $z+1$ 个石子,保证左侧比右侧多$1$个石子,就能回到 $Case$ $4$ 本身,递归证明即可。 + * 若 $z \geq R$,则后手将最右堆拿成 $z+1$ 个石子,保证左侧比右侧多$1$个石子,就能回到 $Case$ $4$ 本身,递归证明即可。 * 若 $0R$),由 $right[i][j-1])$ 的定义知此时是必败局面。
* 若先手拿最右边一堆,设拿了以后还剩 $z$ 个石子。 - * 若 $z>R$,则后手将最左边一堆拿成 $z-1$ 个石子(注意 $z-1 \ge R >0$),递归证明即可。保证右侧比左侧多$1$个石子。 + * 若 $z>R$,则后手将最左边一堆拿成 $z-1$ 个石子(注意 $z-1 \ge R >0$),递归证明即可。保证右侧比左侧多$1$个石子。 * 若 $z=R$,则后手把最左堆拿完,根据 $right[i][j-1]$的定义可知得到了必败局面。 * 若 $0 - * $x>L$,即 $x>\max\{L,R\}$($Case$ $5$) + * ② $X>L$,即 $X>\max\{L,R\}$($Case$ $5$) * **结论**:$$\large left[i][j]=x$$ * **证明**: 设先手将其中一堆拿成了 $z$ 个石子。 @@ -190,30 +192,30 @@ $\large L[i][i]=R[i][i]=a_i$ **综上所述:** $$ \large -L[i][j]= +left[i][j]= \large \left\{\begin{matrix} - 0 & x=R \\ - x+1&L \leq x < R \\ -x-1 & R温馨提示:**请看清楚 $L$ 取不取等,乱取等是错的!** - -同理可求 $R(i,j)$。 +> 温馨提示:**请看清楚 $L$ 取不取等,乱取等是错的!** - -时间复杂度 $O(n^2)$。 +同理可求 $right(i,j)$。 ### 六、实现代码 ```cpp {.line-numbers} #include using namespace std; + const int N = 1010; + int n; -int a[N], l[N][N], r[N][N]; +int a[N]; +int left[N][N], right[N][N]; int main() { int T; @@ -226,37 +228,37 @@ int main() { for (int i = 1; i + len - 1 <= n; i++) { int j = i + len - 1; if (len == 1) - l[i][j] = r[i][j] = a[i]; + left[i][j] = right[i][j] = a[i]; else { - int L = l[i][j - 1], R = r[i][j - 1], x = a[j]; - if (R == x) - l[i][j] = 0; - else if (x < L && x < R || x > L && x > R) - l[i][j] = x; + int L = left[i][j - 1], R = right[i][j - 1], X = a[j]; + if (R == X) + left[i][j] = 0; + else if (X < L && X < R || X > L && X > R) + left[i][j] = X; else if (L > R) - l[i][j] = x - 1; + left[i][j] = X - 1; else - l[i][j] = x + 1; - - // 与上述情况对称的四种情况 - L = l[i + 1][j], R = r[i + 1][j], x = a[i]; - if (L == x) - r[i][j] = 0; - else if (x < L && x < R || x > L && x > R) - r[i][j] = x; + left[i][j] = X + 1; + + L = left[i + 1][j], R = right[i + 1][j], X = a[i]; + if (L == X) + right[i][j] = 0; + else if (X < L && X < R || X > L && X > R) + right[i][j] = X; else if (R > L) - r[i][j] = x - 1; + right[i][j] = X - 1; else - r[i][j] = x + 1; + right[i][j] = X + 1; } } if (n == 1) puts("1"); else - printf("%d\n", l[2][n] != a[1]); + printf("%d\n", left[2][n] != a[1]); } return 0; } + ``` \ No newline at end of file diff --git a/TangDou/AcWing_TiGao/T5/GameTheory/1322_2.md b/TangDou/AcWing_TiGao/T5/GameTheory/1322_2.md deleted file mode 100644 index 2d86fae..0000000 --- a/TangDou/AcWing_TiGao/T5/GameTheory/1322_2.md +++ /dev/null @@ -1,175 +0,0 @@ -##[$AcWing 1322$. 取石子游戏](https://www.acwing.com/problem/content/1324/) - -### 一、题目描述 -在研究过 $Nim$ 游戏及各种变种之后,$Orez$ 又发现了一种全新的取石子游戏,这个游戏是这样的: - -有 $n$ 堆石子,将这 $n$ 堆石子摆成一排。 - -游戏由两个人进行,两人轮流操作,每次操作者都可以从 **最左** 或 **最右** 的一堆中取出若干颗石子,可以将那一堆全部取掉,但不能不取,**不能操作的人就输了**。 - -$Orez$ 问:对于任意给出的一个初始局面,是否存在先手必胜策略。 - -**输入格式** -第一行为一个整数 $T$,表示有 $T$ 组测试数据。 - -对于每组测试数据,第一行为一个整数 $n$,表示有 $n$ 堆石子,第二行为 $n$ 个整数 $a_i$ ,依次表示每堆石子的数目。 - -**输出格式** -对于每组测试数据仅输出一个整数 $0$ 或 $1$,占一行。 - -其中 $1$ 表示有先手必胜策略,$0$ 表示没有。 - -**数据范围** -$1≤T≤10,1≤n≤1000,1≤a_i≤10^9$ - -**输入样例**: -```cpp {.line-numbers} -1 -4 -3 1 9 4 -``` -输出样例: -```cpp {.line-numbers} -0 -``` - -### 二、思考过程 - -#### 1、状态定义 - -① 设 $left[i][j]$ 表示在 $[i,j]$ 已经固定的区间 **左侧** 放上一堆数量为 $left[i][j]$ 的石子后,**先手必败** -② 设 $right[i][j]$ 表示在 $[i,j]$ 已经固定的区间 **右侧** 放上一堆数量为 $right[i][j]$ 的石子后,**先手必败** - -即:$(left[i][j],\underbrace{a_i,a_{i+1},\cdots,a_j}_{a[i]\sim a[j]})$,$(\underbrace{a_i,a_{i+1},\cdots,a_j}_{a[i]\sim a[j]},right[i][j])$ 为 **先手必败** 局面 - -有如下两个性质: - -#### 2、$left[i][j]$,$right[i][j]$一定存在 -**反证法**: -假设不存在满足定义的 $left[i][j]$,则对于 **任意非负整数** $x$,有形如: - -$$\large \underbrace{x,a_i,a_{i+1},\cdots,a_j}_{A(x)}$$ 都为 **必胜局面** ,记为 $A(x)$ 局面。 - -由于 $A(x)$ 为必胜局面,故从 $A(x)$ 局面 必然存在若干种办法一步可达必败局面。 - -若从最左边一堆中拿,因为假设原因,不可能变成必败局面,因为这样得到的局面仍形如 $A(x)$。 - - -左边拿没用,只能考虑从右边拿(即从$a_j$里拿): - -于是设 $A(x)$ 一步可达的某个 **必败局面**为 $(x,a_i,a_{i+1},\cdots,a_{j-1},y)$,显然有 $0 \le y < a_j$。 - -**由于 $x$ 有无限个,但 $y$ 只有 $a_j$种——根据抽屉原理,必然存在 $x_1,x_2(x_1 > x_2),y$ 满足 $(x_1,a_i,a_{i+1},\cdots,a_{j-1},y)$ 和 $(x_2,a_i,a_{i+1},\cdots,a_{j-1},y)$ 都是必败局面**。但这两个必败局面之间 **实际一步可达**(比如拿走$x_1-x_2$个),矛盾,假设不成立,原命题成立。 - -#### 3、$left[i][j]$,$right[i][j]$必然唯一 - -**反证法**: -假设 $left(i,j)$ 不唯一,则存在非负整数 $x_1,x_2(x_1 \neq x_2)$,使得$(x_1,a_i,a_{i+1},⋯,a_{j−1},a_j)$ 和 $(x_2,a_i,a_{i+1},\cdots,a_{j-1},a_j)$ 均为必败局面,而 **第一个必败局面** 可以通过拿走左侧$x_1-x_2$个石子到达另一个 **必败局面** ,矛盾,假设不成立,原命题成立。 - -#### 4、推论 -有了上面推的$left[i][j]$唯一性,得出一个有用的推论: -**对于任意非负整数 $x \neq left(i,j)$,$\large (x,a_i,a_{i+1},\cdots,a_j)$为必胜局面** - -#### 5、定义$L$和$R$ -因为下面的讨论中出现的$L$和$R$的含义不是很好理解,我们先把这个概念理清楚: - -![](http://dsideal.obs.cn-north-1.myhuaweicloud.com/HuangHai/BlogImages/2023/02/cccc1a0f80d1475adcf8096aa9e35ff0.png) - - -**$Q$**:为什么要这么定义$L$和$R$呢? -答:博弈论的题目都是可以通过动态规划来递推的。 -为什么呢?你想啊,最终的胜利,肯定不是从天下直接掉下来的,是一步步取得的,也就是前序状态会直接影响后面的状态,所以 -> **博弈论 $\Leftrightarrow $ 动态规划 $\Leftrightarrow $ 递归** - -递推嘛,就是类似于 **数学归纳法**,先求出初始状态是多少,然后假设$i \sim j-1$这段已经计算出$left[i][j-1],right[i][j-1]$了,现在想依赖于这两个数值推导出$left[i][j],right[i][j]$,怕写的太长麻烦,就定义了$L=left[i][j-1],R=right[i][j-1]$ - -$left[i][j]$递推 - -`?[i j-1] 第j堆(石子个数x)` -则我们希望求的是假设$i\sim j$已经固定了,我们在左边放多少个可以使得`?[i j-1] 第j堆` 是必败的 -定义: -左边放$L$时,`L[i j-1]`必败 -右边放$R$时,`[i j-1]R`必败 - - -**$Q$:那为什么是定义先手必败,而不是先手必胜呢?** -答:因为上面证明过定义先手必败的动态规划数组,是肯定存在并且是唯一的,这样才能正常计算啊。 - -考虑三个问题: -- ① 初始值 -- ② 答案在哪 -- ③ 递推式 -> **注:答案在哪,并不是和递推式相关,而是和状态表示相关,一定要注意** - - -**① 初始值** -$\large L[i][i]=R[i][i]=a_i$ - -当只有一堆石子时($only$ $i$),我在这堆前面添加一堆,个数和这堆一样多,对于**两堆相同的石子**,**后手进行和先手对称的操作**,你咋干我就咋干,我拿完,你瞪眼~, **先手必败** - - -**② 答案在哪** -**先手必败** $\Leftrightarrow \ L[2][n]=a_1$ -> **解释**:如果$L[2][n]$与$a[1]$相等,就意味着本来挺好的$a[2] \sim a[n]$,结果,前面放上了一个$a[1]$,而加上的$a[1]$使得现在的局面必败,先手必败。 - - -**③ 递推式** -* 变化方法:从左侧拿走一些石子或者从右侧拿走一些石子 -![](https://cdn.acwing.com/media/article/image/2022/04/04/145584_d2d0424bb4-%E6%97%A0%E6%A0%87%E9%A2%98.jpg) - - - -### 六、实现代码 -```cpp {.line-numbers} -#include - -using namespace std; -const int N = 1010; -int n; -int a[N], l[N][N], r[N][N]; - -int main() { - int T; - scanf("%d", &T); - while (T--) { - scanf("%d", &n); - for (int i = 1; i <= n; i++) scanf("%d", &a[i]); - - for (int len = 1; len <= n; len++) - for (int i = 1; i + len - 1 <= n; i++) { - int j = i + len - 1; - if (len == 1) - l[i][j] = r[i][j] = a[i]; - else { - int L = l[i][j - 1], R = r[i][j - 1], x = a[j]; - if (R == x) - l[i][j] = 0; - else if (x < L && x < R || x > L && x > R) - l[i][j] = x; - else if (L > R) - l[i][j] = x - 1; - else - l[i][j] = x + 1; - - // 与上述情况对称的四种情况 - L = l[i + 1][j], R = r[i + 1][j], x = a[i]; - if (L == x) - r[i][j] = 0; - else if (x < L && x < R || x > L && x > R) - r[i][j] = x; - else if (R > L) - r[i][j] = x - 1; - else - r[i][j] = x + 1; - } - } - - if (n == 1) - puts("1"); - else - printf("%d\n", l[2][n] != a[1]); - } - - return 0; -} -``` \ No newline at end of file