蜘蛛接龙(以下简称“蜘蛛接龙”)是一种非常流行的游戏,人们经常在电脑上在线或离线玩。从名字就可以看出,这个游戏只有一个玩家。游戏中有两套标准扑克牌。玩家需要将扑克牌排列成八个完整的组(两组牌,每组四种颜色),以便进一步将它们从桌上消除。可以根据特定的规则从卡片组中抽取卡片,或者将卡片从一列移动到另一列。这里不详细讨论游戏规则,假设读者已经知道游戏规则。如果需要回忆,可以看这里。这里只讨论这款游戏的四组版本。
蜘蛛牌包含两套标准扑克牌。
玩家一直在抱怨不同软件的偏差。具体来说,如果程序检测到玩家的胜率很高,它可能会暗中操纵后面牌的顺序来降低胜率。球员本身可能会偏向发挥自己的最佳水平。但是,通过一些基本的统计手段,我们有可能证实或反驳这种“偏颇的指责”。这也可以作为一个很好的练习,看看一个人如何利用现实世界中观察到的数据,用统计学的手段来判断一个假设(比如“蜘蛛接龙程序有偏差”)的真假。
基础知识
从本文的角度来看,我们假设玩家在玩蜘蛛接龙(将游戏简化为一个粗糙的初始版本)时不使用“撤销”、“重做”和“向上”加文百科,这样玩家就不必考虑得分、花费的时间和移动的步数。很多人认为在这样的条件下游戏几乎不可能赢,但是长滩加州州立大学的史蒂夫·布朗在他的优秀著作《蜘蛛接龙制胜策略》中给出了一些详细的策略,并提到306局胜率可以达到48.7%。同时他也指出自己的玩法并不完美,那些职业选手可以做得更好,甚至达到60%以上的胜率。我利用布朗的策略进行实验,结果显示我确实可以达到48.7%以上的胜率。
理想情况下,计算机蜘蛛纸牌游戏可以模拟真实的纸牌游戏,并进行充分的洗牌。如果在游戏的任意一个节点,有N张牌还没有被看到,那么每张牌都有1/N的几率出现为下一张被翻转的牌(为了叙述方便,我们忽略了花色和大小相同的牌之间的等价性)。比如在起始位置,我们知道有10张牌高亮显示。因为在文佳社会百科全书的总共104张卡片中有8 K张卡片,所以仅来自肖恩的卡片是K的概率是8/104=1/13,所以被突出显示的是K的卡片的预期数量是101/13=10/13。如果在玩了相当多的游戏后,我们发现高亮K的数量平均接近11/13,我们有理由相信这个蜘蛛卡程序是有偏差的。
测试数据
对于每一场比赛,我们都想记录一组能反映牌运好坏的数据。数值越高,中奖概率越大。我们的一个计划是在一个绝对公平和公正的游戏中评估这些测试数据的价值,然后与我们怀疑可能有偏见的游戏中记录的数据进行比较。
一旦确定了前十张牌,我们就可以计算“保证回合数(GT)”,即玩家可以确定在被迫换到另一排之前显示的最小牌数。每当决定了新一行中的十张牌时,我们可以进行类似的计算,并假装这是新游戏的开始。一旦盖文学会编制了这个样本,我们就可以计算GT的平均值(AGT)。如果几个回合后GT值小了,那么玩家就麻烦了。需要注意的是,AGT与玩家本身无关,所以通过进行多次实验(即确定多排)很容易模拟出AGT的概率分布。
从经验来看,如果卡的整体分配不好,玩家也会陷入困境。例如,当有七个Q但只有两个J没有键入时,即使已经清除了一个或多个列空,仍然会有问题。因此,这里定义了一个总方差(TSV ),它的值是相邻牌数的负平方和。在刚才的例子中,七个Q和两个J加起来会贡献-(7-2)2=-25。这里的负值是保证TSV的增减与获胜概率的增减一致,就像AGT一样。让我们计算每张新卡的TSV,这样我们就可以计算单场比赛的平均TSV(ATSV)。需要注意的是,ATSV也与玩家无关。我们假设玩游戏的玩家会以随机的顺序亮出所有的牌(虽然玩家可以选择先亮出哪张牌,但是每张牌亮出的概率是一样的)。幸运的是,这可以通过模拟轻松实现。
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