Введение
Chomp – это стратегическая игра для двух игроков, которая ведется на прямоугольной сетке, состоящей из небольших квадратных ячеек, которые можно представить как кусочки шоколадки. Игроки по очереди выбирают один кусочек и "съедают" его (удаляют с поля), вместе со всеми кусочками, расположенными ниже и справа от него. Верхний левый кусочек "отравлен", и игрок, который его съедает, проигрывает. Формулировка игры Chomp с использованием шоколадки принадлежит Дэвиду Гейлу, однако эквивалентная игра, выраженная через выбор делителей фиксированного целого числа, была опубликована ранее Фредериком Шухом. Chomp является частным случаем игры на частично упорядоченном множестве, где частично упорядоченное множество, на котором ведется игра, представляет собой произведение полных порядков с удаленным минимальным элементом (отравленным кусочком).
Chomp is a two player strategy game played on a rectangular grid made up of smaller square cells, which can be thought of as the blocks of a chocolate bar. The players take it in turns to choose one block and "eat it" (remove from the board), together with those that are below it and to its right. The top left block is "poisoned" and the player who eats this loses. The chocolate bar formulation of Chomp is due to David Gale, but an equivalent game expressed in terms of choosing divisors of a fixed integer was published earlier by Frederik Schuh. Chomp is a special case of a poset game where the partially ordered set on which the game is played is a product of total orders with the minimal element (poisonous block) removed.
Победа в игре
Chomp относится к категории беспристрастных двухсторонних игр с полной информацией, что позволяет анализировать его с помощью теории Ним благодаря теореме Спрага — Гранди. Для любой прямоугольной начальной позиции, кроме 1×1, первый игрок может выиграть. Это можно доказать с помощью аргумента о краже стратегии: предположим, что у второго игрока есть выигрышная стратегия против любого начального хода первого игрока. Тогда предположим, что первый игрок съедает только нижний правый квадрат. Согласно нашему предположению, у второго игрока есть ответ на этот ход, который обеспечит ему победу. Но если такой выигрышный ответ существует, первый игрок мог бы сделать его своим первым ходом и тем самым обеспечить себе победу. Следовательно, у второго игрока не может быть выигрышной стратегии. Компьютеры могут легко вычислять выигрышные ходы в этой игре на двухмерных полях разумного размера. Однако, поскольку число позиций растет экспоненциально, это становится невозможным для больших полей. Для квадратной начальной позиции (то есть n × n при любом n ≥ 2) выигрышную стратегию можно легко описать явно. Первый игрок должен предложить второму игроку фигуру в форме буквы L, состоящую из одной строки и одного столбца одинаковой длины, соединенных в «ядовидном» квадрате. Затем, что бы ни сделал второй игрок на одной из «рук» буквы L, первый игрок повторяет тот же ход на другой «руке», постоянно предлагая второму игроку симметричную фигуру L. В конечном итоге эта буква L выродится в единственный «ядовидный» квадрат, и второй игрок проиграет.
Обобщения Чомпа
Трехмерный Чомп начинается с шоколадной плитки в форме кубоида, состоящей из блоков с индексами (i, j, k). Ход состоит в том, чтобы взять блок вместе со всеми блоками, у которых все индексы больше или равны соответствующим индексам выбранного блока. Аналогичным образом, Чомп можно обобщить на любое число измерений. Иногда Чомп описывают численно. Задается начальное натуральное число, и игроки по очереди выбирают положительные делители этого числа, но не могут выбирать 1 или число, кратное ранее выбранному делителю. Эта игра моделирует n-мерный Чомп, где начальное натуральное число имеет n простых множителей, а размеры поля Чомпа задаются степенями простых множителей в его разложении на простые множители. Ординальный Чомп играется на бесконечной доске, некоторые размеры которой являются ординальными числами, например, 2 × (ω + 4). Ход состоит в выборе любого блока и удалении всех блоков, у которых оба индекса больше или равны соответствующим индексам выбранного блока. Случай Чомпа ω × ω × ω является известной нерешенной проблемой; за нахождение первого выигрышного хода предлагается вознаграждение в 100 долларов. В более общем случае, в Чомп можно играть на любом частично упорядоченном множестве с наименьшим элементом. Ход состоит в удалении любого элемента вместе со всеми большими элементами. Игрок проигрывает, если берет наименьший элемент. Во все разновидности Чомпа можно играть без использования «яда», применяя правило мизерной игры: игрок, съевший последний шоколадный блок, не проигрывает из-за отравления, а просто проигрывает, будучи последним игроком. Это идентично обычному правилу при игре в Чомп самостоятельно, но отличается при игре в дизъюнктивную сумму игр Чомпа, где проигрывает только последний финальный шоколадный блок.