KeyTo9_Fans 发表于 2021-7-20 16:36:51

非随机正方形连棋

这个游戏改编自《随机正方形连棋》:

https://bbs.emath.ac.cn/thread-1819-1-1.html

不同之处用红色标出了:

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两人在$n*n$的正方形棋盘里下子。

双方的胜利条件都是将棋盘的对边用自己的棋子连起来。

其中一方连接上下两条边,棋子是四连通的(可以往上下左右四个方向相连),下图是四连通赢的一个例子:



另一方连接左右两条边,棋子是八连通的(不仅上下左右,还可以往对角方向相连),下图是八连通赢的一个例子:



每一步轮到谁下是完全确定的,具体规则如下:

八连通方每次只能下一个棋子,而四连通方有时可以一次下多个棋子,

双方的下子序列在任何时候都满足:

四连通方所下的棋子数所占的比例是最接近$p$的分数,$p$是游戏开始前双方约定好的一个大于$1/2$的常数。

例如,当$p=2/3$时,双方的下子序列如下:

○×○ ○×○ ○×○ ○×○ ○×○ ......
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我们可以这样说:

$p$越大表明四连通方下子的机会越多,四连通方越容易赢;

$p$越小表明四连通方下子的机会越少,八连通方越容易赢。

链接里的《随机正方形连棋》每一步都需要抛硬币决定谁下(硬币抛出四连通方的概率$p$比八连通方的概率$(1-p)$大),输赢有很大的运气成分。

而本贴的非随机正方形连棋则完全不需要抛硬币,没有运气成分了,输赢全凭实力。

我们要解决的问题是:

当$p$的值取多少时,恰好是四连通方必胜与八连通方必胜的分界线?

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目前我已经证出$p=1/2$时,八连通方必胜;$p=2/3$时,四连通方必胜。

剩下的问题就是要在$(1/2,2/3)$区间里,找到更精准的分界线$p$。

当$n=1,2,3,4,5$时,准确的分界线$p$的值如下:

$1/2, 3/5, 4/7, 7/12, 11/19$。

当$n=6$时,单机单线程算了一个多月,还没算出最终结果。

根据已有的结果,我有较大的把握,认为这个分界线$p$是严格比《随机正方形连棋》的公平$p$值要小的。

例如,当$n=15$时,《随机正方形连棋》的公平$p$值约为$0.59$:



但是非随机正方形连棋的$p$值即使只取$0.58$,对四连通方来说,也是太容易赢了。

为了验证上面这个论断,我编写了下面这个游戏:



下载附件,解压后就可以玩了。

电脑为四连通方,玩家为八连通方,$n$为$15$,$p$为$0.58$。

我玩下来的结果是一把都赢不了,如下图所示:



坛友们不妨也试玩一下,看看是不是也赢不了电脑。

如果赢不了,那么我猜测当n→∞时,双方输赢分界线$p(n)$的极限值只有$0.57$左右(那时候我会把附件里的参数改成$p=0.57$,让大家继续测试),

这个值是严格小于《随机正方形连棋》的公平$p$值的极限值$0.59274605079$的。

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如果对这个游戏感兴趣的坛友较多,我打算建一个群(目前可以申请进入这个临时的QQ群,群号是6807814),

然后群友们通过实战(双人对战、人机对战或AI对战),

来找到较为准确的公平$p$值。

如果人不多就算了,还是由我一个人继续研究这个问题。

KeyTo9_Fans 发表于 2021-7-26 11:03:44

呃……电脑有时候会犯傻,然后就被玩家钻空子赢了……



看来这个电脑下棋的程序还得加强。
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