不知道要拿来做什么但觉得很有意思的个人博客
2029. 石子游戏 IX
2029. 石子游戏 IX

2029. 石子游戏 IX

Alice 和 Bob 再次设计了一款新的石子游戏。现有一行 n 个石子,每个石子都有一个关联的数字表示它的价值。给你一个整数数组 stones ,其中 stones[i] 是第 i 个石子的价值。

Alice 和 Bob 轮流进行自己的回合,Alice 先手。每一回合,玩家需要从 stones 中移除任一石子。

如果玩家移除石子后,导致 所有已移除石子 的价值 总和 可以被 3 整除,那么该玩家就 输掉游戏 。
如果不满足上一条,且移除后没有任何剩余的石子,那么 Bob 将会直接获胜(即便是在 Alice 的回合)。
假设两位玩家均采用 最佳 决策。如果 Alice 获胜,返回 true ;如果 Bob 获胜,返回 false 。

官方解答:

思路与算法

由于玩家的目标是使得已经被移除的石子的价值总和不是 3 的倍数,因此我们可以把石子分成三类,它们的价值除以 3 的余数分别为 0, 1, 2。我们可以直接用 0, 1, 2代表它们的价值,对应的石子数量分别为 $\textit{cnt}_0, \textit{cnt}_1, \textit{cnt}_2$。

可以发现,移除类型 0 的石子并不会对总和产生影响,因此类型 0 的石子可以看成是「先后手」交换。具体地,例如当前是 Alice 在进行操作,它发现如果自己选择移除类型 1 或 2 的石子,那么她在最后一定不能获胜。这时它就可以选择移除一个类型 00 的石子,将同样的局面交给 Bob。如果类型 0 的石子还没有移除完,那么 Bob 同样可以通过移除一个类型 00 的石子将局面重新交给 Alice。这样不断地往复下去,我们可以得到结论:

如果类型 0 的石子的个数为偶数,那么胜负情况等价于没有类型 0 的石子的胜负情况;

如果类型 0 的石子个数为奇数,那么胜负情况等价于只有 1 个类型 0 的石子的胜负情况。注意这里不能单纯地等价于「没有类型 0 的石子的胜负情况」的相反情况,这是因为如果所有的石子都被移除完,无论谁移除了最后一个石子,都算 Alice 输。因此如果 Alice 发现自己选择移除类型 1 或 2 的石子不能获胜,于是选择移除类型 0 的石子,并且它不能获胜的原因是「石子会移除完」,那么 Alice 仍然会输。

将类型 0 的石子考虑完全之后,我们就还剩下类型 1 和 2 的石子了。可以发现,为了保证移除石子的和不为 3 的倍数,操作顺序只有可能为下面的两种情况:

如果 Alice 首先移除类型 1 的石子,那么 Bob 只能移除类型 1 的石子,在这之后 Alice 只能移除类型 2 的石子,Bob 同样只能移除类型 1 的石子。以此类推,移除石子的类型序列为:

$$1121212121 \cdots$$

如果 Alice 首先移除类型 22 的石子,我们可以类似得到移除石子的类型序列为:

$$2212121212 \cdots$$

作为先手的 Alice 可以在二者中选择一个序列。例如 Alice 选择第一种,那么 Bob 永远移除类型 1 的石子,Alice 除了第一步移除类型 1 的石子之外,后续永远移除类型 2 的石子。因此 Alice 可以获胜当且仅当:

类型 1 的石子恰好有 1 个,并且类型 2 的石子至少有 1 个。此时 Alice 在 Bob 完成第一步时获胜;

类型 1 的石子至少有 2 个,并且不能比类型 2 的石子多:

如果多 1 个,那么在 Alice 移除最后一个类型 2 的石子后,所有的石子都被移除,Bob 获胜;

如果多 2 个,那么在 Bob 移除最后一个类型 1 的石子后,所有的石子都被移除,Bob 获胜;

如果多超过 2 个,那么 Alice 会在某一步没有类型 2 的石子可以移除,Bob 获胜;

如果一样多或类型 2 的石子更多,那么 Bob 会在某一步没有类型 1 的石子可以移除,Alice 获胜。

上面的两个条件可以归纳为同一个条件,即有类型 1 的石子,并且不能比类型 2 的石子多。

同理,如果 Alice 选择第二种,那么她获胜当且仅当有类型 2 的石子,并且不能比类型 1 的石子多。

上述的两种情况也可以归纳为同一种情况,即类型 1 和类型 2 的石子至少都有 1 个。

细节

回到前面关于类型 0 石子的讨论,可以得到 Alice 获胜的条件:

如果类型 0 的石子的个数为偶数,那么 Alice 获胜当且仅当类型 1 和类型 2 的石子至少都有 1 个;

如果类型 0 的石子的个数为奇数,那么 Alice 获胜当且仅当「在没有类型 0 石子的情况下,Bob 获胜且原因不是因为所有石子都被移除」。对应到上面的分析即为「类型 1 的石子比类型 2 多超过 2 个」或者「类型 2 的石子比类型 1 多超过 2 个」。

代码如下:

class Solution:
    def stoneGameIX(self, stones: List[int]) -> bool:
        cnt0 = cnt1 = cnt2 = 0
        for val in stones:
            if (typ := val % 3) == 0:
                cnt0 += 1
            elif typ == 1:
                cnt1 += 1
            else:
                cnt2 += 1
        if cnt0 % 2 == 0:
            return cnt1 >= 1 and cnt2 >= 1
        return cnt1 - cnt2 > 2 or cnt2 - cnt1 > 2

推出了只有112和221的情况但代码实现有众多漏洞。没写出来的代码,仅做存档使用。代码有很大问题,推理过程有误。

class Solution:
    def stoneGameIX(self, stones: List[int]) -> bool:
        n = len(stones)
        if n == 1:
            return False
        count_0, count_1, count_2 = 0, 0, 0
        # 计算被3整除之后还余几
        for num in stones:
            if num % 3 == 0:
                count_0 += 1
            elif num % 3 == 1:
                count_1 += 1
            else:
                count_2 += 1
        if count_1 == 0:
            if count_2 >= 3 and (count_0 + 2) % 2 == 1:
                return True
            else:
                return False
        if count_2 == 0:
            if count_1 >= 3 and (count_0 + 2) % 2 == 1:
                return True
            else:
                return False
        # 两个1可以换2,两个2可以换1
        # Alice先开始,可以决定是走112形式还是走221形式
        # 若走112格式则有

        if count_1 == 2 * count_2 or count_1 == 2 * count_2 + 1:
            count_total_112 = 0
        else:
            count_total_112 = int(count_1/2) + count_0  if count_1 <= 2*count_2 else count_2 + count_0 + 1
        if count_1 % 2 == 1 and count_1 <= 2*count_2:
            if count_2 > int(count_1/2):
                count_total_112 = count_total_112 + 2
            else:
                count_total_112 = count_total_112 + 1
        if count_2 == 2 * count_1 or count_2 == 2 * count_1 + 1:
            count_total_221 = 0
        else:
            count_total_221 = int(count_2/2) + count_0 if count_2 <= 2*count_1 else count_1 + count_0 + 1
        
        if count_2 % 2 == 1 and count_2 <= 2*count_1:
            if count_1 > int(count_2/2):
                count_total_221 = count_total_221 + 2
            else:
                count_total_221 = count_total_221 + 1

        print(count_total_112, count_total_221)
        # 只要有一个是奇数即可
        if count_total_112 % 2 == 1 or count_total_221 % 2 == 1:
            return True
        return False

来源:力扣(LeetCode)
链接:https://leetcode-cn.com/problems/stone-game-ix
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