有點意思:另類的井字棋遊戲

2021-03-05 數學聊聊吧

在經典的井字棋遊戲中,兩名玩家輪流在3×3的棋盤上落子,其中一個人畫「×」,另一個人畫「○」。誰的棋子先連成一條線,誰就獲勝了。人們早就知道,如果雙方均採取最優策略的話,遊戲最終會以平局收場。很多人甚至憑藉大量經驗掌握了這個遊戲的不敗策略,讓實際遊戲過程變得索然無味。現在,讓我們來考慮一種新版的井字棋遊戲:兩名玩家輪流在3×3的棋盤上落子,所不同的是,任何一個人都可以選擇畫「×」或者「○」。誰先讓任意一種棋子連成一條線,誰就獲勝了。在新版的井字棋遊戲中,如果雙方均採取最優策略的話,誰會獲勝呢?


答案是,在新版的井字棋遊戲中,先行者有必勝的策略。先行者可以先在棋盤正中間的位置上畫一個「×」,那麼後行者只能在邊上或者角上落子了。為了阻止先行者獲勝,後行者只能選擇畫「○」。如果後行者在某個角上畫了「○」,先行者只需要在相對稱的那個角上也畫一個「○」,後行者下一步不管怎樣行動,都會把勝利拱手送給對方(如圖1)。那麼,如果後行者剛才是在某個邊上畫的「○」呢?先行者也在另一個相對稱的邊上畫一個「○」(如圖2)。容易分析出,後行者下一步只有一種走法是安全的,即在剩下的某條邊上再畫一個「○」(如圖3)。此時,先行者只需要在最後那條邊上畫一個「○」,就能保證獲勝了(如圖4)。後行者接下來的任何一種走法都會讓先行者獲得最終的勝利。

如果我們把新版的井字棋遊戲中的「誰先讓任意一種棋子連成一條線誰就獲勝」改為「誰先讓任意一種棋子連成一條線誰就輸掉遊戲」,這個遊戲將會變得更加有意思。此時,如果雙方均採取最優策略,誰會獲勝呢?抑或是最終以平局收場?你不妨找你的朋友來玩一玩,再慢慢地進行分析。

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