h2(#adunare). Adunarea jocurilor

h1. Teoria jocurilor
 
(Categoria _Teoria jocurilor_, Autor _Filip Cristian Buruiana_)
 
(toc)*{text-align:center} *Capitole*
* 'Notiuni de baza':teoria-jocurilor
* 'Jocul NIM':teoria-jocurilor/jocul-nim
* 'Numere Sprague-Grundy':teoria-jocurilor/numere-SG
* '*Adunarea jocurilor*':teoria-jocurilor/adunarea-jocurilor
* 'w-numere':teoria-jocurilor/w-numere
* 'Aplicatii si probleme':teoria-jocurilor/probleme
 
h2. Adunarea jocurilor

Valorile Sprague-Grundy reprezinta o generalizare fata de algoritmul de programare dinamica in cazul jocului cu un singur pion, deoarece cu ajutorul acestor valori pot fi combinate mai multe jocuri. De exemplu, putem presupune ca in graful orientat sunt mai multi pioni in loc de unul singur si ca o mutare consta in deplasarea unui pion din nodul in care se afla intr-un nod adiacent. La fel ca mai sus, cine nu mai poate muta pierde. In acest caz, castigatorul in cazul unui joc perfect nu se poate determina pe baza programarii dinamice in timp polinomial. Mai mult, determinarea castigatorului nu este deloc triviala, asa cum era in cazul jocului cu un pion. Atunci cand combinam (adunam) mai multe jocuri elementare, rezultatul poate fi determinat in mod eficient cu ajutorul valorilor Sprague-Grundy.

In continuare vom arata cum putem sa determinam eficient daca o stare este castigatoare sau nu pentru un joc compus folosindu-ne de informatiile preprocesate pentru fiecare joc individual.

h3. Adunarea xor

 
(vmenu)*(section) '*Adunarea xor*':teoria-jocurilor/adunarea-xor#xor
* 'Adunarea or':teoria-jocurilor/adunarea-or#or
* 'Adunarea almost or':teoria-jocurilor/adunarea-almost#almost
* 'Adunarea and':teoria-jocurilor/adunarea-and
* 'Adunarea also':teoria-jocurilor/adunarea-also
 
h3(#xor). Adunarea xor

Vom aduna jocurile {$G{~1~}$}, {$G{~2~}$}, ..., {$G{~P~}$} astfel incat la fiecare pas jucatorul care urmeaza trebuie sa isi aleaga exact un joc si sa faca o mutare in jocul respectiv. Jucatorul care nu mai poate muta pierde. Un astfel de joc este generalizarea jocului cu un pion din capitolul precedent si se intalneste in problema 'Pawns':problema/pawns, data la concursul national Bursele Agora. Pentru a determina castigatorul in cazul acestui joc, ne vom folosi de urmatoarea teorema:

Vom arata ca jocul $G$ este echivalent cu un joc $NIM$ cu $N$ gramezi in care gramada $i$ are {$mex(v{~i~})$} pietre. In jocul $NIM$ putem alege o gramada cu {$mex(x{~i~})$} pietre si sa luam cateva astfel incat in gramada sa ramana a<g(xi) pietre. Acestei mutari in jocul NIM ii corespunde o mutare in jocul compus G in care se alege jocul individual Gi si se muta din stare curenta xi intr-o stare y cu g(y)=a. Deoarece a<g(xi) va exista mereu o astfel de stare y. Nu vom lua in considerare mutarile cand dintr-o stare xi se muta intr-o stare y cu g(y)>g(xi) deoarece urmatorul jucator poate muta din starea y intr-o stare z cu g(z)=g(xi) si anuleaza practic mutarea precedentului. (de editat)

h3. Adunarea or
 
Sa presupunem ca dorim sa adunam jocurile {$G{~1~}$}, {$G{~2~}$}, ..., {$G{~P~}$}, astfel incat la fiecare pas jucatorul care urmeaza poate sa isi aleaga oricate jocuri si sa faca o mutare in fiecare din jocurile alese. Jucatorul care nu mai poate muta pierde. Un astfel de caz se intalneste in problema 'Pioni':problema/pioni.
 
_Teorema_: Pentru un anumit joc $G$ care este suma jocurilor {$G{~1~}$}, {$G{~2~}$}, ..., {$G{~N~}$} dupa cum a fost definita mai sus o stare {$v = (v{~1~},v{~2~}, ..., v{~N~})$} este pierzatoare daca si numai daca {$mex(v{~1~}) = mex(v{~2~}) = ... = mex(v{~N~}) = 0$}.
 
_Demonstratie_: Daca toate starile {$v{~1~}$}, {$v{~2~}$}, ..., {$v{~n~}$} sunt terminale atunci starea $v$ este pierzatoare si {$mex(v{~1~}) = mex(v{~2~}) = ... = mex(v{~N~}) = 0$}, deci teorema este adevarata. Daca starea $x$ contine cel putin un joc cu valoarea Sprague-Grundy nenula se fac mutari in toate aceste jocuri astfel incat sa lase adversarul intr-o stare in care toate jocurile au valoarea SG egala cu {$0$}. Dintr-o astfel de stare, orice mutare ar face adversarul va exista cel putin un joc cu valoarea SG nenula.
 
 

p{margin:1em; padding: 0.5em; height: 45px; border-top: 1px solid silver;}=.
'Notiuni de baza':teoria-jocurilor | 'Jocul NIM':teoria-jocurilor/jocul-nim | 'Numere Sprague-Grundy':teoria-jocurilor/numere-SG |
'*Adunarea jocurilor*':teoria-jocurilor/adunarea-jocurilor | 'w-numere':teoria-jocurilor/w-numere | 'Aplicatii si probleme':teoria-jocurilor/probleme

public

protected