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反Nim游戏动态规划计数方法

访客 技术 2026年6月17日 1

反Nim游戏的获胜条件可总结为:

  1. 当所有石子堆均为1时,堆数为奇数则先手必败,否则必胜
  2. 其余情况,石子堆异或和为0则先手必败,否则必胜

定义状态数组dp[i][0/1]表示前i堆石子中,先手是否取得最后一堆的合法分割方案数。状态转移需枚举上一分段终点j:

dp[i][0]转移方程

若区间[j+1, i]Nim游戏先手必胜:
    dp[i][0] += dp[j][1]
若区间[j+1, i]Nim游戏先手必败:
    dp[i][0] += dp[j][0]

dp[i][1]转移方程

若区间[j+1, i]反Nim游戏先手必胜:
    dp[i][1] += dp[j][1]
若区间[j+1, i]反Nim游戏先手必败:
    dp[i][1] += dp[j][0]

朴素实现时间复杂度O(n²),代码示例:

#include <iostream>
using namespace std;
const int MAXN = 1e6+5, MOD = 998244353;
int arr[MAXN], dp[MAXN][2];

int main() {
  int T;
  cin >> T;
  while(T--) {
    int n;
    cin >> n;
    for(int i=1; i<=n; i++) {
      cin >> arr[i];
      arr[i] ^= arr[i-1];
      dp[i][0] = dp[i][1] = 0;
    }
    dp[0][1] = 1;
    for(int i=1; i<=n; i++) {
      for(int j=0; j<i; j++) {
        if(arr[i] != arr[j]) 
          dp[i][0] = (dp[i][0] + dp[j][1]) % MOD;
        else 
          dp[i][0] = (dp[i][0] + dp[j][0]) % MOD;
      }
      bool allOne = true;
      for(int j=i; j>=1; j--) {
        if(arr[j]^arr[j-1] != 1) allOne = false;
        if(allOne) {
          if((i-j+1) & 1) 
            dp[i][1] = (dp[i][1] + dp[j-1][0]) % MOD;
          else 
            dp[i][1] = (dp[i][1] + dp[j-1][1]) % MOD;
        } else {
          if(arr[i] != arr[j-1]) 
            dp[i][1] = (dp[i][1] + dp[j-1][1]) % MOD;
          else 
            dp[i][1] = (dp[i][1] + dp[j-1][0]) % MOD;
        }
      }
    }
    cout << dp[n][0] << "\n";
  }
  return 0;
}

优化方案:使用哈希表记录异或前缀和,分离连续1序列处理:

#include <iostream>
#include <unordered_map>
using namespace std;
const int MAXN = 1e6+5, MOD = 998244353;
int arr[MAXN], dp[MAXN][2];
unordered_map<int, int> cnt0, cnt1, seg0, seg1;

int main() {
  int T;
  cin >> T;
  while(T--) {
    cnt0.clear(); cnt1.clear(); 
    seg0.clear(); seg1.clear();
    int n;
    cin >> n;
    for(int i=1; i<=n; i++) {
      cin >> arr[i];
      arr[i] ^= arr[i-1];
      dp[i][0] = dp[i][1] = 0;
    }
    dp[0][1] = 1;
    cnt1[arr[0]] = 1;
    int total = 1, segTotal = 0;
    int segStart = 0;
    int segDp[2][2] = {{0,1},{0,0}};
    for(int i=1; i<=n; i++) {
      dp[i][0] = (total - cnt1[arr[i]] + cnt0[arr[i]]) % MOD;
      if(arr[i]^arr[i-1] > 1) {
        while(segStart < i) {
          seg0[arr[segStart]] = (seg0[arr[segStart]] + dp[segStart][0]) % MOD;
          seg1[arr[segStart]] = (seg1[arr[segStart]] + dp[segStart][1]) % MOD;
          segTotal = (segTotal + dp[segStart][1]) % MOD;
          segStart++;
        }
        memset(segDp, 0, sizeof(segDp));
      }
      dp[i][1] = (segTotal - seg1[arr[i]] + seg0[arr[i]]) % MOD;
      dp[i][1] = (dp[i][1] + segDp[!(i&1)][0] + segDp[i&1][1]) % MOD;
      cnt0[arr[i]] = (cnt0[arr[i]] + dp[i][0]) % MOD;
      cnt1[arr[i]] = (cnt1[arr[i]] + dp[i][1]) % MOD;
      total = (total + dp[i][1]) % MOD;
      segDp[i&1][0] = (segDp[i&1][0] + dp[i][0]) % MOD;
      segDp[i&1][1] = (segDp[i&1][1] + dp[i][1]) % MOD;
    }
    cout << dp[n][0] << "\n";
  }
  return 0;
}

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