Codeforces Round 114 (Div. 1) C. Wizards and Numbers(思维题 辗转相除+博弈 巴什博弈)

题目

t(t<=1e4)组询问,每次询问(a,b)(0<=a,b<=1e18),

不妨a<=b(a>b时需要交换两个数考虑)

①令b减去a的k次方(k>=1),要求减完之后b非负

②令b=b%a

当a和b之中至少有一个0时,无法再操作,不能再操作的人失败

问两人都客观操作,谁必胜

思路来源

https://www.cnblogs.com/qscqesze/p/5193592.html

题解

Codeforces Round 114 (Div. 1) C. Wizards and Numbers(思维题 辗转相除+博弈 巴什博弈)_第1张图片

补远古场翻到卿学姐博客,泪目

如果只有第二种操作,那就是辗转相除

1. 对于子局面,如果子局面必败,那么当前局面必胜

2. 如果子局面必胜,那么当前局面不想输,只能用第一种操作去拖,

b>=a时,相当于有b/a(b/a个a)个石子,

先手和后手可以取1(1个a)枚,a枚(a个a),a^2,...

取到最后一个石子的人必败(即进入子局面的必胜态),问先手在这个拖的游戏里能否必胜

打表可知,当(b/a)%(a+1)为偶数时,先手必胜,(b/a)%(a+1)为奇数时,先手必败

一点证明

注意到:

1%(a+1)=1

a%(a+1)=a

(a^2)%(a+1)=1

(a^3)%(a+1)=a

...

先手必胜的情况

当(b/a)%(a+1)为偶数时,先手可以先取1个

此时(在模a+1意义下)后手如果取1个,先手就再取a个;

反之后手取a个,先手就再取1个

这样若干轮后,(b/a)起到了对(a+1)取模的效果,即当前剩余石子数不超过a,

并且先手在第一轮由于多取1个石子,此时必还剩奇数个石子,后手只能取一枚,

此后,二人只能一枚一枚的取,所以一定是后手取到最后一个石子,后手必败

后手必胜的情况

当(b/a)%(a+1)为奇数时,

(在模a+1意义下)先手如果开局取1个,后手可以取a个

先手如果开局取a个,后手可以取1个

这样若干轮后,(b/a)起到了对(a+1)取模的效果,

当前局面不足a+1且石子数仍为奇数

此后,先手和后手只能一枚一枚地取,且先手取到最后一枚,先手必败

其实就是,

先手必胜就是用第2、3步,第4、5步,...,去凑k+1的倍数

后手必胜就是用第1、2步,第3、4步,...,去凑k+1的倍数

其他理解方式,

(b/a)%(a+1)=1是先手必败态,

(b/a)%(a+1)为奇数总可以转移到(b/a)%(a+1)为偶数,

(b/a)%(a+1)为偶数总可以转移到(b/a)%(a+1)为奇数,

所以奇数必败,偶数必胜

代码

// Problem: C. Wizards and Numbers
// Contest: Codeforces - Codeforces Round 114 (Div. 1)
// URL: https://codeforces.com/contest/167/problem/C
// Memory Limit: 256 MB
// Time Limit: 2000 ms
// 
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#include
using namespace std;
#define rep(i,a,b) for(int i=(a);i<=(b);++i)
#define per(i,a,b) for(int i=(a);i>=(b);--i)
typedef long long ll;
typedef double db;
typedef pair P;
#define fi first
#define se second
#define pb push_back
#define dbg(x) cerr<<(#x)<<":"<

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