博弈论与 Sprague-Grundy

共 18 题
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1. Nim 游戏的必胜判定为何等价于各堆石子数的异或和非零?用数学归纳法证明,异或零态的任何移动都导致非零态,非零态总存在移动回到零态

A 所有堆异或和非零 ✓ 正确答案
B 所有堆异或和为 0
C 石子总数是偶数
D 堆数为偶数
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2. Sprague-Grundy 定理如何将任意公平博弈(impartial game)归约为 Nim?说明 SG 值的定义 g(position)=mex{g(successor)} 与 Nim 堆的对应

A 后继 SG 值之和
B 后继 SG 值之积
C mex{后继的 SG 值} ✓ 正确答案
D 石子数
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3. Nim 游戏的必胜判定中异或和(XOR sum)为何是决定性指标,SG 定理如何推广到一般组合博弈?

A 每堆 SG 值等于堆大小,异或和即 SG 和 ✓ 正确答案
B 无关
C 异或和是随机指标
D SG 定理与 Nim 无关
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4. Wythoff 游戏(两堆石子,可从一堆取任意或从两堆取相同数量)的冷位置 (⌊kφ⌋, ⌊kφ²⌋) 与 Beatty 定理的关系

A 根号 2 与 1
B 自然常数 e
C 黄金比例 φ 与 φ² ✓ 正确答案
D 圆周率 π
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5. 为何 Nim 的'异或策略'在 Misère Nim(取最后一颗者输)中需要特殊处理,当所有堆都为 1 时的奇偶性翻转

A 奇数
B 与堆数无关
C 素数
D 偶数 ✓ 正确答案
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6. Moore Nim(每次最多从 k 堆取石子)的判定中从异或变为各二进制位和对 k+1 取模,如何证明?

A k
B 2
C 2k
D k+1 ✓ 正确答案
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7. mex(最小不在集合中的非负整数)运算在 SG 定理中的角色中为何 mex 能保证'SG 值等于该状态等价 Nim 堆的大小'

A 集合外的最小非负整数 ✓ 正确答案
B 集合中的最大值
C 集合中元素之和
D 集合的元素个数
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8. SG 定理中独立子游戏的 SG 值异或为何决定胜负,如何计算单个游戏的 SG?

A 异或 ✓ 正确答案
B
C
D 最大值
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9. 二分图博弈中先手必胜当且仅当起点在最大匹配中,与最小顶点覆盖/最大匹配如何转换?

A 图是连通的
B 起点在最大匹配中 ✓ 正确答案
C 起点度数为 0
D 图是树
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10. 有向图上的 SG 与记忆化中当图有环时为什么不能直接计算 SG,需要什么特殊处理?

A 得到错误结果但很快
B 递归不终止,mex 无法定义 ✓ 正确答案
C 结果偏大
D 结果偏小
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11. 必胜态/必败态的定义中 P-position/N-position 的递归判定在简单博弈中的应用?

A 所有后继都是 P-position
B 存在一个后继是 P-position ✓ 正确答案
C 无后继
D 后继数至少为 2
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12. SG 定理与位运算(异或)的内在联系中组合博弈的和的 SG 值等于各分量 SG 值的异或,为何不是加法

A 异或运算更快
B 加法溢出
C 异或恰好匹配"一步只变一个分量"的博弈结构 ✓ 正确答案
D 加法错误率更低
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13. SG 定理在竞赛中的经典应用中翻硬币游戏、无向图删边游戏(Tree Nim)如何建模为 Nim

A 直接数硬币数量
B 把每个硬币/子树当作独立子博弈后用 SG 值异或 ✓ 正确答案
C 用加法求和
D 无法建模
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14. 不公平博弈(partizan game)为何不能直接用 SG 定理?简要说明 Conway 的 surreal numbers 思路

A 不公平博弈(partizan game) ✓ 正确答案
B 公平博弈
C 无环博弈
D 有限博弈
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15. Sprague-Grundy 值的计算中如何对独立子游戏求 SG 值异或,哪些经典游戏(Wythoff、Green Hackenbush)可用?

A 各子游戏 SG 值相加
B 取最大 SG 值
C 各子游戏 SG 值异或 ✓ 正确答案
D 取最小 SG 值
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16. 计算一个博弈状态的 SG 值中以取石子游戏(每次可取 1-3 颗)为例,推导 g(n)=n mod 4

A n mod 2
B n mod 3
C n
D n mod 4 ✓ 正确答案
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17. 博弈论的工程场景中状态压缩+记忆化搜索求 SG,与对抗搜索(Minimax/Alpha-beta)的关系?

A Minimax 一定比 SG 快
B 两者完全相同
C SG 精确但限公平博弈,Minimax 近似搜索用于大规模博弈 ✓ 正确答案
D SG 只能用于非公平博弈
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18. 常见组合博弈的 SG 中取石子、Nim 变形与 Green Hackenbush 的例子?

A 直接数边数
B colon principle 把树规约为 Nim 堆并异或 ✓ 正确答案
C 随机生成
D 无法计算