博弈论

声明

以下内容由 oi-wiki 引入,和 deepseek 辅助整理。

只是我自己在理清一下定义什么的而已。

首先以下内容讨论的都是非合作博弈(就是参与者的合作不是强制履行的,而是利益的合作)

严谨点:非合作博弈是研究理性个体在无外部强制协议约束下,策略相互依赖且均衡结果为纳什均衡的决策模型。

看不懂。


对称/非对称博弈(SG/AG)

收益只和行为有关,与参与者身份无关,反之非对称博弈。

零和博弈/非零和博弈(ZSG/NZSG)

收益是守恒的,就是一部分的收益总和始终等于另一部分人的损失的绝对值之和,反之非零和博弈。

同时/序贯博弈

同时博弈:所有人在不知道其他人的决策下做出决策。

序贯博弈:参与者依次行动,即知道前面部分人的决策之后再进行决策。

完美/不完美信息博弈(PIG/IIG)

参与者在任意时刻做出决策前,完全知道前面的所有信息,反之不完美信息博弈。

组合博弈(CG)

两人轮流行动的、完美信息、无随机因素的博弈。

公平/非公平组合博弈

所有参与者在相同状态下的合法移动集合相同的组合博弈,反之非公平组合博弈。

正常/不正常博弈(ICG/PCG)

正常博弈:最后一名行动的参与者是胜利者。
不正常博弈:最后一名行动的参与者是失败者。


复述了一遍oi-wiki。


Nim 游戏

这是博弈论的最基础的游戏。

规则:地上有 n 堆石子,每人每次可从任意一堆石子里取出任意多枚石子扔掉,可以取完,不能不取。每次只能从一堆里取。最后没石子可取的人就输了。

这显然是公平组合博弈,且是正常博弈。

对于这种问题,应该绘制博弈图会好做些方便打表找规律,当然我懒得手绘了,这里自己看吧

记:(先手)必胜状态为 N 态,(先手)必败状态为 P 态。

对于这种公平组合博弈,且是正常博弈的游戏有:

1.没有后继状态的状态是 P 态。
2.一个状态是 N 态 当且仅当存在至少一个它的后继状态为 P 态。
3.一个状态是 P 态 当且仅当它的所有后继状态均为 N 态。

应该很好理解,就不证明了。

于是我们可以通过这样绘制出博弈图进行求解。

Nim 和:(\(a_1,a_2,\dots,a_n\))的 Nim 和为 \(a_1 \oplus a_2\oplus \dots \oplus a_n\)

状态 (\(a_1,a_2,\dots,a_n\)) 是 P 态 ,当且仅当 Nim 和 \(a_1 \oplus a_2\oplus \dots \oplus a_n = 0\)

证明

考虑归纳法.
\(a_1,\dots,a_n\) 全都为 0,显然是 P 态,且 Nim 和为 0,命题成立.

\(a_1 \oplus a_2\oplus \dots \oplus a_n=k\neq 0\),设 k 的最高位二进制是第 d 位,此时一定存在一个 \(a_i\) 第 d 位为 1,此时有 \(a_i\oplus k<a_i\),这时我们可以把 \(a_i\) 减到 \(a_i\oplus k\),就可以令 Nim 和为 0 了.

\(a_1 \oplus a_2\oplus \dots \oplus a_n=k= 0\),此时你不论怎么拿都不可能使得 Nim 和为 0 了.

先留着……


阶梯博弈

规则:有 \(n\) 级阶梯,第 \(i\) 级阶梯上放置有 \(a_i\) 个石子 $1 \le i \le n\ $。两名玩家轮流行动,每一步将第 \(i\) 级阶梯上的任意正整数个石子移动到第 \(i-1\) 级阶梯上 $i \ge 2$,或将第 \(1\) 级阶梯上的石子移除,无法进行合法移动的玩家判负。

这是 Nim 博弈的一个变形。

考虑暴力推 sg,找规律。

(a1,a2,a3) SG 奇数异或和
(0,0,0) 0 0
(1,0,0) 1 1
(0,0,1) 1 1
(1,0,1) 0 0
(2,0,0) 2 2
(0,0,2) 2 2
(2,0,1) 3 3
(1,0,2) 3 3
(2,0,2) 0 0
(1,1,0) 1 1
(1,1,1) 0 0
(2,1,1) 3 3
(1,1,2) 3 3
(2,1,2) 0 0
(0,1,1) 1 1
(0,1,2) 2 2
(1,2,1) 0 0
(2,2,2) 0 0

至于为什么是奇数异或和,这得要经验(直觉)了毕竟本来就是打表找规律

现在,我们已经得出结论了。

状态 (\(a_1,a_2,\dots,a_n\)) 是 P 态 ,当且仅当奇数位置异或和 \(a_1 \oplus a_3\oplus \dots = 0\)

现在证明这个结论,步骤和 Nim 游戏证明差不多。

证明

还是考虑归纳法.
\(a_1,\dots,a_n\) 全都为 0,显然是 P 态,且奇数位置异或和为 0,命题成立.

\(a_1 \oplus a_3\oplus \dots\neq 0\),此时 Nim 游戏相同的分析法,一定可以使得奇数位置异或和为 0。

\(a_1 \oplus a_3\oplus \dots= 0\),如果移动奇数位置,显然不可能使得奇数位置异或和为 0,如果移动偶数位置,则后手只需将其下移即可。

posted @ 2026-07-16 18:57  lzx20120124  阅读(7)  评论(0)    收藏  举报