【POJ1067】取石子游戏 ||【NYOJ161】(威佐夫博奕(Wythoff Game))

Categories: 数据结构和算法
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Published on: 2011 年 04 月 11 日

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(ak,bk)(ak ≤ bk ,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,a0=b0=0,ak是未在前面出现过的最小自然数,而 bk= ak + 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ak是未在前面出现过的最小自然数,所以有ak > ak-1 ,而 bk= ak + k > ak
-1 + k-1 = bk-1 > ak-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(ak,bk)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(ak,bk)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 = ak ,b > bk,那么,取走b – bk个物体,即变为奇异局
势;如果 a = ak , b < bk ,则同时从两堆中拿走 ak – ab – ak个物体,变为奇异局 势( ab – ak , ab – ak+ b – ak);如果a > ak ,b= ak + k,则从第一堆中拿走多余
的数量a – ak 即可;如果a < ak ,b= ak + k,分两种情况,第一种,a=aj (j < k) ,从第二堆里面拿走 b – bj 即可;第二种,a=bj (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: ak =[k(1+√5)/2],bk= ak + 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ak,bk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 = aj,bj = aj + j,若不等于,那么a = aj+1,bj+1 = aj+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。

#include <cstdio>  
#include <cmath>  
using namespace std;  
int main()  
{freopen("1.txt","r",stdin);  
    double a = (1.0 + sqrt(5.0)) / 2.0;  
    double b = (3.0 + sqrt(5.0)) / 2.0;  
    int big, small, n, temp1, temp2;  
    while(scanf("%d%d",&big,&small)!=EOF){  
        if(big < small)  
        {big=big^small;small=big^small;big=big^small;}  
        n = ceil(big / b);  
        temp1 = a * n;  
        temp2 = b * n;  
        if(small == temp1 && big == temp2)  
            puts("0");  
        else puts("1");  
    }  
    return 0;  
}  

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