博弈的三个巨人巴什博奕威佐夫博奕尼姆博奕

转载一篇有关博弈写得不错的文章，同时也对文章中的错误部分修正。

博客正容：【一】（先来苦涩的理论）

（一）巴什博奕（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。
显然，如果n=m+1，那么由于一次最多只能取m 个，所以，无论先取者拿走多少个，后取者都能够一次拿走剩余的物品，后者取胜。

因此我们发现了如何取胜的法则：如果n=（m+1）r+s，（r 为任意自然数，s≤m),那么先取者要拿走s 个物品，如果后取者拿走k（≤m)个，那么先取者再拿走m+1-k个，结果剩下（m+1）（r1）个，以后保持这样的取法，那么先取者肯定获胜。

总之，要保持给对手留下（m+1）的倍数，就能最后获胜。
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。
（二）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 > ak1，而bk= ak + k > ak1+ k1=bk1> ak1。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a-a[b-a] 个物体变为奇异局势（ a[b-a], b-a+a[b-a]）；
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 - aj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）=（√51）/2，可以先求出j=[a（√51）/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。

奇异局势见图：

（三）尼姆博奕（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。
这种情况最有意思，它与二进制有密切关系，我们用（a，b，c）表示某种局势。

首先（0，0，0）显然是奇异局势，无论谁面对奇异局势，都必然失败。

第二种奇异局势是（0，n，n），只要与对手拿走一样多的物品，最后都将导致（0，0，0）。

仔细分析一下，（1，2，3）也是奇异局势，无论对手如何拿，接下来都可以变为（0，n，n）的情形。
计算机算法里面有一种叫做按位模2 加，也叫做异或的运算，我们用符号（+）表示这
种运算。这种运算和一般加法不同的一点是1+1=0。先看（1，2，3）的按位模2 加的结果：
1 =二进制01
2 =二进制10
3 =二进制11 （+）
———————
0 =二进制00 （注意不进位）
对于奇异局势（0，n，n）也一样，结果也是0。
任何奇异局势（a，b，c）都有a（+）b（+）c =0。
如果我们面对的是一个非奇异局势（a，b，c），要如何变为奇异局势呢？

假设a < b< c,我们只要将c 变为a（+）b,即可,因为有如下的运算结果: a（+）b（+）(a（+）b)=(a（+）a)（+）(b（+）b)=0（+）0=0。

要将c 变为a（+）b，只要从c 中减去c（a（+）b）即可。
例1：（14，21，39），14（+）21 = 27，39 - 27 = 12，所以从39 中拿走12 个物体即可达到奇异局势（14，21，27）。
例2：（55，81，121），55（+）81 = 102，121 - 102 = 19，所以从121 中拿走19 个物品就形成了奇异局势（55，81，102）。
例3：（29，45，58），29（+）45=48，58 - 48 = 10，从58 中拿走10 个，变为（29，45，48）。
例4：我们来实际进行一盘比赛看看：
甲:(7,8,9)>(1,8,9)奇异局势
乙:(1,8,9)>(1,8,4)
甲:(1,8,4)>(1,5,4)奇异局势
乙:(1,5,4)>(1,4,4)
甲:(1,4,4)>(0,4,4)奇异局势
乙:(0,4,4)>(0,4,2)
甲:(0.4,2)>(0,2,2)奇异局势
乙:(0,2,2)>(0,2,1)
甲:(0,2,1)>(0,1,1)奇异局势
乙:(0,1,1)>(0,1,0)
甲:(0,1,0)>(0,0,0)奇异局势
甲胜。

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