取石子游戏,JAVA实现

有两堆石子,数量任意,可以不同。游戏开始由两个人轮流取石子。游戏规定,每次有两种不同的取法,一是可以在任意的一堆中取走任意多的石子;二是可以在两堆中同时取走相同数量的石子。最后把石子全部取完者为胜者。现在给出初始的两堆石子的数目,如果轮到你先取,假设双方都采取最好的策略,问最后你是胜者还是败者。

Input

输入包含若干行,表示若干种石子的初始情况,其中每一行包含两个非负整数a和b,表示两堆石子的数目,a和b都不大于1,000,000,000。

Output

输出对应也有若干行,每行包含一个数字1或0,如果最后你是胜者,则为1,反之,则为0。

 

import java.util.Scanner;

public class ACM1067 {
	public static void main(String[] args) {
		Scanner s = new Scanner(System.in);
		int a = 0;
		int b = 0;
		int k = 0;
		double r = 1.6180339887;

		while (s.hasNext()) {
			a = s.nextInt();
			b = s.nextInt();
			
			if (a>b) {
				k = a;
				a = b;
				b = k;
			}
			k = b-a;
			
			if (a == (int)((double)k*r)) {
				System.out.println(0);
			}else{
				System.out.println(1);
			}
		}
	}
}


 以上代码通过测试

相关资料如下:

因为没有区分角标,导致许多公式无法理解,这里用'{}'符号表示下标

威佐夫博奕(Wythoff Game):有两堆各若干个物品,两个人轮流从某一堆或同时从两堆中取同样多的物品,规定每次至少取一个,多者不限,最后取光者得胜。

这种情况下是颇为复杂的。我们用(a{k},b{k})(a{k} ≤ b{k} ,k=0,1,2,...,n)表示两堆物品的数量并称其为局势,如果甲面对(0,0),那么甲已经输了,这种局势我们称为奇异局势。前几个奇异局势是:(0,0)、(1,2)、(3,5)、(4,7)、(6,10)、(8,13)、(9,15)、(11, 18)、(12,20)。

可以看出,a{0}=b{0}=0,a{k}是未在前面出现过的最小自然数,而 b{k}= a{k} + k,奇异局势有如下三条性质:

1。任何自然数都包含在一个且仅有一个奇异局势中。

由于a{k}是未在前面出现过的最小自然数,所以有a{k} > a{k-1} ,

而 b{k}= a{k} + k > a{k-1} + k-1 = b{k-1} > a{k-1} 。所以性质1成立。

2。任意操作都可将奇异局势变为非奇异局势。

事实上,若只改变奇异局势(a{k},b{k})的某一个分量,那么另一个分量不可能在其他奇异局势中,所以必然是非奇异局势。如果使(a{k},b{k})的两个分量同时减少,则由于其差不变,且不可能是其他奇异局势的差,因此也是非奇异局势。

3。采用适当的方法,可以将非奇异局势变为奇异局势。

假设面对的局势是(a,b),若 b = a,则同时从两堆中取走 a 个物体,就变为了奇异局势(0,0);

如果a = a{k} ,b > b{k},那么,从b中取走b - b{k}个物体,即变为奇异局势;

如果 a = a{k} , b < b{k} ,则同时从两堆中拿走 a{k} - a{b - a{k}}个物体,变为奇异局势( a{b - a{k}} , b + a{b - a{k}}  - a{k});

如果a > a{k} ,b= a{k} + k,则从第一堆中拿走多余的数量a - a{k} 即可;

如果a < a{k} ,b= a{k} + k,分两种情况,第一种,a=a{j} (j < k),从第二堆里面拿走 b - b{j} 即可;第二种,a=b{j} (j < k),从第二堆里面拿走 b - a{j} 即可。

从如上性质可知,两个人如果都采用正确操作,那么面对非奇异局势,先拿者必胜;反之,则后拿者取胜。

那么任给一个局势(a,b),怎样判断它是不是奇异局势呢?我们有如下公式:

a{k} =[k(1+√5)/2],b{k}= a{k} + k (k=0,1,2,...,n 方括号表示取整函数)

奇妙的是其中出现了黄金分割数(1+√5)/2 = 1.618...,因此,由a{k},b{k}组成的矩形近似为黄金矩形,

由于2/(1+√5)=(√5-1)/2, 可以先求出j=[a(√5-1)/2],若a =[j(1+√5)/2],那么a = a{j},b{j} = a{j} + j,

若b不等于b{j},那么a = a{j+1},b{j+1} = a{j+1}+ j + 1,若都不是,那么就不是奇异局势。然后再按照上述法则进行,一定会遇到奇异局势。

此判断方法有些麻烦,我的判断方法为:

1.先假设(a,b)为奇异局势(a{j},b{j}),所以j= b-a;

2.根据奇异局势的性质1和性质2,奇异局势的k = b{k}-a{k} 唯一,并且a{k} 唯一,所以只要计算出a{j} =[ j*1.618] 是否等于a,就可以判断出(a,b)是否为奇异局势,java实现参考上面的代码。


其它的取石子:

(一)巴什博弈(Bash Game):只有一堆n个物品,两个人轮流从这堆物品中取物,规定每次至少取一个,最多取m个。最后取光者得胜。

很容易想到当n%(m+1)<>0时,先取必胜,第一次先拿走n%(m+1),以后每个回合到保持两人拿走的物品总和为m+1即可。

这个游戏还可以有一种变相的玩法:两个人轮流报数,每次至少报一个,最多报十个,谁能报到100者胜。



(三)尼姆博弈(Nimm Game):有三堆各若干个物品,两个人轮流从某一堆取任意多的物品,规定每次至少取一个,多者不限,最后取光者得胜。

对于任何奇异局势(a,b,c),都有a^b^c=0.

非奇异局势(a,b,c)(a<b<c)转换为奇异局势,只需将c变为a^b,即从c中减去 c-(a^b)即可。

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