阅微堂 » 游戏 http://zhiqiang.org/blog zhiqiang's personal blog Thu, 02 Sep 2010 00:59:28 +0000 http://wordpress.org/?v=2.9.1 en hourly 1 堵猫游戏 http://zhiqiang.org/blog/entertainment/cat-game.html http://zhiqiang.org/blog/entertainment/cat-game.html#comments Fri, 15 May 2009 04:26:37 +0000 zhiqiang http://yueweitang.org/blog/?p=928 试试吧。

当在全平面棋盘上玩这个游戏的时候，我们总是可以把猫围在一个特定的区域之内，但是这个游戏提供的范围太小了，好像并不总能够把猫堵死。它类似下面这个经典智力题：

魔鬼在一无穷大棋盘上捕捉天使，设定魔鬼一次能设置1个陷阱（该陷阱可设在任一格子），而天使一次能走1个格子。问魔鬼能否捉住天使？若天使的法力提高到一次能走过N个格子呢？

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]]> http://zhiqiang.org/blog/entertainment/cat-game.html/feed 28 摸箱子问题以及在Static data structure problems上的应用 http://zhiqiang.org/blog/science/computer-science/boxes-problem-on-static-data-structure-problems.html http://zhiqiang.org/blog/science/computer-science/boxes-problem-on-static-data-structure-problems.html#comments Tue, 16 Dec 2008 08:24:54 +0000 zhiqiang http://zhiqiang.org/blog/posts/boxes-problem-on-static-data-structure-problems.html 以前提到过，理论计算机这门课会邀请一些正在这边访问的教授来讲课，由于是本科生，所以这些教授一般都是讲些有趣的东西，比如之前的overhang 堆积木 - 能伸出桌面多远？。今天这次课，来自Aarhus的Peter Bro Miltersen讲了一个很有趣的游戏问题。

现在有100个箱子，有一个学生，一张写着他的名字的名片被放在某个随机选择的箱子里面。现在这个学生可以检查不超过一半也就是50个箱子，希望能够把它的名字找出来。

很显然，这个学生没有什么好的方法，随机选择50个箱子打开，有一半的概率可以发现含有它的名字纸条的箱子。

OK，现在还是100个箱子，但是有100个学生，写着这些学生的名字的100张纸条随机放入100个箱子里(每个箱子恰好一张纸条)。现在每个学生可以检查不超过一半也就是50个箱子，每个学生希望能找到含有自己名字的箱子。如果在游戏中，所有学生都是独立的（他们不能互相讨论以及看到其他人的开箱结果），问所有学生都实现目标的概率有多大？

如果把每个学生的结果认为是独立的，那么成功的概率只有2^{-100}，但其实我们可以做的比这要好得多。事实上，让每个学生都找到含有自己名字的箱子的概率可以高达0.3。

假设学生的名字就是它的编号，从1到100。第i个箱子里的编号是\pi(i)。第i个学生这样做：先打开第i个箱子，再打开第\pi(i)个箱子，再打开第\pi(\pi(i))个箱子，以此继续下去，直到发现写着自己名字（也就是i）的纸条或者打开箱子数到达50个为止。

那么当且仅当在i到\pi(i)这个置换中含有长度超过50的圈时，有学生找不到含有自己名字的箱子。这个概率是\sum_{j=51}^{100}1/j \sim \ln 2（注意一个随机置换里含有一个长度为j的圈的概率为1/j）。

所以上面策略的成功概率为 1-\ln 2 \sim 0.3。

类似于以前提到的帽子游戏一以及帽子游戏二，我们要最大化一个团体都成功的概率，但是每个单个个体成功的概率又是一定的，那么我们只需要设计策略时，让大家要么几乎同时成功，要么几乎同时失败。就像上面的策略里，如果有人失败，意味着排列中有一个长度很大（大于n/2）的圈，这个圈上所有人同时也会失败，通过把失败的实例重合到一起，这样就提高了总体成功的概率。

上面这个问题不是孤立的，它可以应用在static data structure problems的下界证明上。对于后面这个问题，在最近是一个很热门的研究领域，但在这里写了也没人看，知道这个问题的也不需要看，所以我只提一下我们还可以做什么，下面是一个open problem，可以直接得出一个data structure问题的一个下界，是一个可以写学术论文的题目：

Open problem：假设现在有2n个箱子，n个学生，学生们的名字纸条被放入随机选中的n个箱子里。现在每个学生可以检查不超过一半也就是n个箱子，以找到含有自己名字的箱子。问这时候学生可以采取什么样的策略最大化所有学生都成功找到含有自己名字的箱子的概率。

期望结果：证明指数级小的下界或者找到常数概率的策略。

有兴趣的可以参考The cell probe complexity of succinct data structures.

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]]> http://zhiqiang.org/blog/science/computer-science/boxes-problem-on-static-data-structure-problems.html/feed 15 取硬币游戏 http://zhiqiang.org/blog/science/two-taking-coins-game.html http://zhiqiang.org/blog/science/two-taking-coins-game.html#comments Sat, 30 Aug 2008 01:01:11 +0000 zhiqiang http://zhiqiang.org/blog/posts/two-taking-coins-game.html n枚硬币排成一排，两人轮流取，每人每次可取其中一枚或者相邻的两枚。

  1. 取到最后一枚硬币的赢得游戏。分析游戏策略。
  2. 取到最后一枚硬币的算输。分析游戏策略。

第二种情况的特殊情形(n=8)是今天软件实验班的招生考试试题。

此问题的留言可能对最终解决此问题特别是第二种情况有帮助。

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© zhiqiang for 阅微堂, 2008. | 链接 | 35 条评论

]]> http://zhiqiang.org/blog/science/two-taking-coins-game.html/feed 35 硬币游戏 http://zhiqiang.org/blog/science/rotate-coin-games.html http://zhiqiang.org/blog/science/rotate-coin-games.html#comments Sun, 27 Jul 2008 11:51:24 +0000 zhiqiang http://zhiqiang.org/blog/posts/rotate-coin-games.html Alice和Bob两人玩一种硬币游戏。游戏在一个2\times2的棋盘上进行，棋盘上每个格子上都有一枚硬币。在每一回合，Alice可以决定选择翻转某两枚或者一枚硬币，接着Bob可以选择将棋盘旋转90，180或者270度，也可以什么都不做。

游戏轮流进行直到棋盘上所有硬币都正面朝上或者反面朝上，Alice获得胜利。

如果Alice在游戏过程中无法看到棋盘上的银币，也不知道游戏刚开始的状态，甚至不知道Bob每回合是否旋转了棋盘，那么Alice有策略能够获得胜利么？他的最优策略是什么？

接下来我们推广这个游戏。共有n枚硬币，分别放在一个正n边形棋盘的顶点上。每回合Alice可以翻转任何一些银币，Bob则可任意以n种不同的方式(旋转360/n的倍数角度)之一旋转棋盘。游戏一直到所有硬币正面朝上或者反面朝上，Alice获得胜利。

这时候Alice还能取胜吗？

解答在此，但强烈推荐独立思考此题，特别是n=4的情况。

via Sariel’s blog

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]]> http://zhiqiang.org/blog/science/rotate-coin-games.html/feed 24 Windows游戏中的NP完全问题 http://zhiqiang.org/blog/science/computer-science/most-windows-game-are-np-complete.html http://zhiqiang.org/blog/science/computer-science/most-windows-game-are-np-complete.html#comments Fri, 13 Jun 2008 02:13:08 +0000 zhiqiang http://zhiqiang.org/blog/?p=798 上篇文章扫雷是NP完全问题之后，You Xu提到＂不光扫雷是NP 完全问题，空当接龙问题也极有可能是一个NP完全问题。目前最好的通用 planner只能解半副牌＂。他说对了，不光扫雷，Windows自带的游戏都是NP完全的。Windows自带的游戏除了扫雷，还有空当接龙和蜘蛛纸牌。

空当接龙是NP完全问题

论文：Malte Helmert, Complexity results for standard benchmark domains in planning, Artificial Intelligence Journal 143(2):219-262, 2003.

蜘蛛纸牌是NP完全问题

论文：Springer Berlin, Heidelberg, The Complexity of Solitaire, Mathematical Foundations of Computer Science 2007: 182-193, 2007

顺便提一下蜘蛛纸牌的可以获胜的概率高达82-91.5%。而我平时自己玩的时候20%都不到。差距啊。

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