少黑 发表于 7 天前

试对中国象棋的行棋结构进行分析

定义:
【阶段】:若两个局面之间两方的棋子的数量和相同,那么这两个局面之间同属于一个阶段。
【子阶】:在同一阶段内,若两个局面的两方棋子数量的分配情况相同(但不细分到不同种类棋子对应的数量),那么这两个局面之间同属于一个子阶。
【子阶配】:在同一子阶内,若若两个局面的两方棋子不同种类棋子对应的数量相同,那么这两个局面之间同属于一个子阶配
【区域】:某种可逆的局面的全部的集合构成一个区域。
可逆性:如果一个局面可以通过棋子之间的活动腾挪转换成另一个局面,那么认为这两个局面是可逆的。
终点:若某个局面下,双方决出了胜负,那么我们称该局面为一个终点。
定理:
1.不同【阶段】或【子阶】对应的局面之间是不可逆的
2.同一【阶段】,但不同【子阶】对应的局面之间是不可逆的
3.若两个局面对应的【子阶】相同,但对应的【子阶配】不同,那么这两个局面之间是不可逆的
4.若两个局面对应的【子阶】相同,且对应的【子阶配】相同,那么这两个局面不一定可逆,如只有两颗棋子或涉及兵卒移动的情况
5.【区域】一定包含在【子阶配】中
6.若两个局面对应的【区域】不同,那么这两个局面之间是不可逆的。
5.棋子相同的局面之间,如果涉及兵,卒的向前移动,那么这两个局面之间是不可逆的。
6.任意相连的【区域】间只相差一颗棋子,在任意【区域】内,相连的局面之间只相差一步的步数。
7.并不是所有【区域】都存在终点。
分析:
【阶段】之下划分有【子阶】,通过将已知的数量赋予不同种类的棋子,【子阶】之下还可以再次细分为不同的【子阶配】,图二即以【子阶】为最小单位画出的类似于Nim博弈流程(两堆16个石子的石堆)的单向类毛细血管图案(第一张图片),而如果以【子阶配】为最小单位,也能画出类似的单向图案,但大部分【子阶配】对应的后续【子阶配】的数量会有所增加。
我们选定某个【子阶配】进行分析与讨论。
一个【子阶配】中一定至少包含一个【区域】,而一般来说,如果某个【子阶配】中兵,卒的数量为0,那么该【子阶配】同时也是一个【区域】。
而如果某个【子阶配】中兵,卒的数量不为0,那么该【子阶配】包含多个【区域】,这些【区域】是依据兵,卒的前进情况而划分的。
如,某个【子阶配】的某个情况下,要求红中兵(且红只有中兵)前进两格,那么能达成该情况的所有局面构成一个【区域】。
由于不同【区域】之间也是不可逆的,那么以【区域】为最小单位,我们也能画出类似的单向图案。
【区域】内一定存在循环结构,一个循环内至少包含4个局面,【区域】可能存在终点。
如果考虑最优策略,那么【区域】内存在某些“路径”,当进入“路口局面”时,只要此时执棋方采取最优策略,便可以一直推动局面至终点。设该局面为N局面。
类似的,当考虑最优策略时,对于某些局面,此时执棋方无论采取什么策略都会失败。设该局面为P局面。
1.P局面后全部对应N局面。
2.N局面后一定存在P局面。
可以看出,当进入“路口局面”时,游戏性质与Nim博弈类似,当采取最优策略,此时一定会分出胜负(而如果不采取最优策略,有时候会形成循环或进入和棋谱或进入其它路口)。
那么,为什么会存在“和棋”呢?
首先,我们假设不存在“赢棋谱”,则由假设,那么一定存在至少一个“和棋谱”。
那么现在我们将“路口局面”标红或标黑(对应着不同的输赢方)并保留,将其身后的局面完全切除,对于标红局面的上一个局面,此时执棋者一定存在除了“路口局面”之外的第二选择,且其一定包含在“和棋谱”中,按照最优策略行棋,执棋者可立于不败之地。即为这样一种情况,若执棋者不选择走和棋局面,那么只能输棋。
具象化地描述,即“和棋谱”中包含的局面构成树中的主要躯干,而其对应有不同的红或黑的树枝。
根据以上分析,新增局面D:若某局面下当采取最优策略时一定只能得到和棋,那么该局面为D局面。
值得注意的是,在上文,我们证明了这样一条定理或等价定义:在和棋谱中,D局面的下一局面要么是D局面,要么是N局面,而如果D局面后存在P局面,那么不存在和棋谱。
注意到N局面后存在没有D局面的情况,即,存在某个N局面,其后有且仅有P,N局面。可以发现这种情况是存在的:(第二张图片)
N局面后可以全为P局面:(第三张图片)
综上,N局面后的情况有:P;PN;PDN;是否存在PD未证明。
注意到D局面后可以全为D局面,如双方都无战斗棋子时。
(由于字数过多,最终的规则整理附在第四张图片里)
第五张图片为根据规则画的流程图。









腾英纵 发表于 7 天前

根号四 发表于 6 天前


少黑 发表于 6 天前

可能有些太晦涩了……我会发一篇更精简的
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