编程之美1.12——“拈”游戏分析

问题:

有N块石头和两个玩家A和B,玩家A先将石头随机分成若干堆,然后按照BABA…的顺序不断轮流取石头,能将剩下的石头一次取光的玩家获胜,每次取石头时,每个玩家只能从若干堆石头中任选一堆,取这一堆石头中任意数目(大于0)个石头。

请问:

玩家A要怎样分配和取石头才能保证自己有把握取胜?


如果石头的个数N为偶数,A只要将其分为相同的两份,就一定能取胜。

初始:XOR(M1, M1) == 0

玩家B:XOR(M1, M2) != 0  (其中一堆的个数减少到M2)

玩家A:XOR(M2, M2) == 0  (玩家A将另一堆的个数也减少到M2)

结果:XOR(M2, M2) == 0  (直到结束状态(0, 0))


如果石头的个数N为奇数,B有必胜的方法。

初始:XOR(M1, M2, … , Mn) != 0

玩家B:XOR(M1, … , Mi’, … , Mn) == 0 (其中一堆Mi的个数减少到Mi’)

玩家A:XOR(M1, … , Mj’, … , Mn) != 0 

玩家B:XOR(M1, … , Mi’, … , Mn) == 0 (其中一堆Mi的个数减少到Mi’)

结果:XOR(M1, … , Mj’ , … , Mn) == 0 (直到结束状态(0,0))


这里就有个问题:已知XOR(M1, M2, … , Mn) != 0,玩家B该改变那个Mi以使得XOR(M1, … , Mi’, … , Mn) == 0呢?

对于这个问题的答案,书中并未准确的结论。


经过本人的分析,所得到的结论如下:

设k=XOR(M1, M2, … , Mn),已知k!=0,取一个数Mi,其二进制表达中在k的最高二进制位上的数为1,且这个

数Mi肯定存在(k的这个最高位在异或运算中肯定来自某一个Mi)。在程序中满足(Mi&k) > (k>>1)条件的数即为Mi。


简单证明:即假设k的二进制表达是1xx,那么Mi的二进制表达是x…x1xx,这样玩家B将该Mi改成Xi’=XOR(Mi, k)后,

Mi’的二进制表达是x…x0yy,肯定小于Mi,并且有XOR(M1, … , Mi’, … , Mn) == 0。


下面的程序模拟了石头个数N为奇数的情况,其中玩家B用我 I 表示,玩家A用She表示。

#include <iostream>
#include <cstdlib>
#include <ctime>
using namespace std;

int A[10];

int main()
{
	int n = 25;	// 石头总数(可变)
	int m = 5; 	// 划分的堆数(可变)
	int i, k, s;
	int sum=0;
	srand(time(0));
	// 模拟m堆的石头个数,A[i]表示第i堆石头的个数
	for (i=1; i<m; i++)
	{
		A[i] = rand()%(5*i-sum);
		sum += A[i];
	}	A[m] = n - sum;
	while (true)
	{	
		// 输出每个堆的石头个数
		for (i=1; i<=m; i++)
			cout << A[i] << " ";
		cout << endl;

		int xor = 0;
		for (i=1; i<=m; i++)
			xor = xor^A[i];
		for (i=1; i<=m; i++)
			// 二进制表达中在k的最高二进制位上的数为1						
			if ((A[i]&xor) > (xor>>1))  break;		
		printf("I: get %d stones from %d heap\n", A[i]-(A[i]^xor), i);		
		// 将Mi改为Mi'
		A[i] = A[i]^xor;
		// 对方随机取数据		
		for (i=1; i<=m && A[i]==0; i++);
		if (i>m) break;
		do
		{
			k = rand()%m + 1;
		}while (A[k] == 0);
		s = rand()%A[k] + 1;
		printf("She: get %d stones from %d heap\n", s, k);
		A[k] = A[k] - s;
	}
	return 0;
}

 

    原文作者:linyunzju
    原文地址: https://blog.csdn.net/linyunzju/article/details/7661060
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