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石子游戏的不对称竞争:Alice的进阶博弈

前端

Alice和Bob正在玩石子游戏,规则如下:

  • 游戏在一排石子堆中进行,每个石子堆都包含正整数颗石子。
  • Alice先手,然后轮流进行。
  • 在自己的回合中,玩家可以从任一堆石子中拿走任意多颗石子。
  • 当只剩一堆石子时,游戏结束,拿走最后一堆石子的玩家获胜。

目标是确定Alice是否有可能赢得比赛。如果Alice有策略可以让最终获得最后一堆石子,则为true,否则为false。

让我们从一个简单的例子开始,假设石子堆的排列为[2, 3, 5]。我们可以这样分析:

  1. Alice从第一个石子堆中拿走1颗石子,剩下[1, 3, 5]。
  2. Bob从第二个石子堆中拿走2颗石子,剩下[1, 1, 5]。
  3. Alice从第三个石子堆中拿走1颗石子,剩下[1, 1, 4]。
  4. Bob从第二个石子堆中拿走1颗石子,剩下[1, 0, 4]。
  5. Alice从第一个石子堆中拿走1颗石子,只剩下[0, 0, 4]。

现在,轮到Bob行动,但他没有任何石子可以拿,所以Alice获胜。

我们如何将这种方法推广到更复杂的石子堆排列呢?我们可以使用动态规划来解决这个问题。

首先,我们定义一个状态dp[i][j],表示当石子堆的排列为[piles[i], piles[i+1], ..., piles[j]]时,Alice是否可以赢得比赛。

然后,我们可以使用以下递推方程来计算dp[i][j]:

  • 如果i == j,那么dp[i][j] = true,因为只有一堆石子时,Alice总是可以赢得比赛。
  • 如果i < j,那么dp[i][j] = true当且仅当存在k (i <= k < j)使得dp[i][k] = true且dp[k+1][j] = false。

我们可以使用动态规划来计算出所有dp[i][j]的值,然后返回dp[0][piles.length-1]即可。

以下是如何用Python实现此算法:

def can_win(piles):
    n = len(piles)
    dp = [[False] * n for _ in range(n)]

    for i in range(n):
        dp[i][i] = True

    for length in range(2, n + 1):
        for i in range(n - length + 1):
            j = i + length - 1
            for k in range(i, j):
                if dp[i][k] and dp[k+1][j]:
                    dp[i][j] = True
                    break

    return dp[0][n-1]

使用此算法,我们可以轻松解决LeetCode第877题“石子游戏”。