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游戏和的SG函数等于各个游戏SG函数的Nim和。这样就可以将每一个子游戏分而治之,从而简化了问题。而Bouton定理就是Sprague-Grundy定理在Nim游戏中的直接应用,因为单堆的Nim游戏 SG函数满足 SG(x) = x。
SG函数:
首先定义mex(minimal excludant)运算,这是施加于一个集合的运算,表示最小的不属于这个集合的非负整数。例如mex{0,1,2,4}=3、mex{2,3,5}=0、mex{}=0。
对于任意状态 x , 定义 SG(x) = mex(S),其中 S 是 x 后继状态的SG函数值的集合。如 x 有三个后继状态分别为 SG(a),SG(b),SG(c),那么SG(x) = mex{SG(a),SG(b),SG(c)}。 这样 集合S 的终态必然是空集,所以SG函数的终态为 SG(x) = 0,当且仅当 x 为必败点P时。
【实例】取石子问题
有1堆n个的石子,每次只能取{ 1, 3, 4 }个石子,先取完石子者胜利,那么各个数的SG值为多少?
SG[0]=0,f[]={1,3,4},
x=1 时,可以取走1 - f{1}个石子,剩余{0}个,所以 SG[1] = mex{ SG[0] }= mex{0} = 1;
x=2 时,可以取走2 - f{1}个石子,剩余{1}个,所以 SG[2] = mex{ SG[1] }= mex{1} = 0;
x=3 时,可以取走3 - f{1,3}个石子,剩余{2,0}个,所以 SG[3] = mex{SG[2],SG[0]} = mex{0,0} =1;
x=4 时,可以取走4- f{1,3,4}个石子,剩余{3,1,0}个,所以 SG[4] = mex{SG[3],SG[1],SG[0]} = mex{1,1,0} = 2;
x=5 时,可以取走5 - f{1,3,4}个石子,剩余{4,2,1}个,所以SG[5] = mex{SG[4],SG[2],SG[1]} =mex{2,0,1} = 3;
以此类推.....
x 0 1 2 3 4 5 6 7 8....
SG[x] 0 1 0 1 2 3 2 0 1....
由上述实例我们就可以得到SG函数值求解步骤,那么计算1~n的SG函数值步骤如下:
1、使用 数组f 将 可改变当前状态 的方式记录下来。
2、然后我们使用 另一个数组 将当前状态x 的后继状态标记。
3、最后模拟mex运算,也就是我们在标记值中 搜索 未被标记值 的最小值,将其赋值给SG(x)。
4、我们不断的重复 2 - 3 的步骤,就完成了 计算1~n 的函数值。
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
int n,arr[15],sg[1005];
int mex(int x)
{
if(sg[x]!=-1) return sg[x];
bool vis[1005];
for(int i=0;i<1005;i++)
vis[i]=false;
for(int i=0;i<10+1;i++){
int temp = x-arr[i];
if(temp<0) break;
sg[temp]= mex(temp);
vis[sg[temp]]=true;
}
for(int i=0;;i++)
if(!vis[i]) {
sg[x]=i; break;
}
return sg[x];
}
int main()
{ arr[0]=1;
for(int i=1; i<=10;i++)
arr[i]=arr[i-1]*2;
while(cin>>n){
memset(sg,-1,sizeof(sg));
if(mex(n)) cout<<"Kiki\n";
else cout<<"Cici\n";
}
return 0;
} 另一种写法(模板) hdu 1848
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define MAXN 1000+10
#define N 20
int f[N],SG[MAXN],S[MAXN];
void getSG(int n)
{
int i,j;
memset(SG,0,sizeof(SG));
for(int i=1;i<=n;i++)
{
memset(S,0,sizeof(S));
for(j=0;f[j]<=i&&j<=N;j++)
S[SG[i-f[j]]] = 1;
for(j = 0;;j++)
if(!S[j])
{
SG[j] = j;
break;
}
}
}
int main()
{
int n,m,k;
f[0]=f[1]=1;
for(int i = 2;i<=16;i++)
f[i] = f[i-1] + f[i-2];
getSG(1000);
while(scanf("%d%d%d",&m,&n,&k),m||n||k)
{
if(SG[n]^SG[m]^SG[k]) printf("Fibo\n");
else printf("Nacci\n");
}
return 0;
}
hdu 1847
#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
#define MAXN 1000+10
#define N 20
int f[N],SG[MAXN],S[MAXN];
void getSG(int n)
{
int i,j;
memset(SG,0,sizeof(SG));
for(int i=1;i<=n;i++)
{
memset(S,0,sizeof(S));
for(j=0;f[j]<=i&&j<=N;j++)
S[SG[i-f[j]]] = 1;
for(j = 0;;j++)
if(!S[j])
{
SG[i] = j;
break;
}
}
}
int main()
{
int n,m,k;
f[0]=1;
for(int i = 1;i<=11;i++)
f[i] = f[i-1]*2;
getSG(1000);
while(~scanf("%d",&n))
{
if(SG[n]) printf("Kiki\n");
else printf("Cici\n");
}
return 0;
}



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