问题

三国杀可以体现哪些数学模型?

回答
三国杀这款深受喜爱的卡牌对战游戏,看似只是简单的武将技能与卡牌配合,但其背后却隐藏着不少精妙的数学模型,这些模型共同构建了游戏的平衡性、策略深度以及无穷的趣味性。下面,我们就来深入探讨一下,三国杀中可以体现出哪些有趣的数学模型,并尽量将它们讲得透彻一些。

一、 概率模型:运气与决策的博弈

三国杀中的每一次摸牌、每一次判定、每一次出牌,都充满了概率的元素,这使得游戏充满了不确定性,也让每一次的策略选择都带着一丝冒险的色彩。

1. 摸牌概率(摸牌堆模型):
基础摸牌: 游戏开始时,每个人都有固定的摸牌数量(通常是摸X张牌,选Y张)。这遵循最基本的抽样模型。
补牌与控牌: 很多武将技能,如孙尚香的“连营”,能够让你在出牌阶段额外摸牌。当摸牌堆只剩下少量牌时,摸牌的概率分布会发生显著变化。例如,假设摸牌堆还剩5张牌,而你技能效果让你摸3张,那么你摸到特定手牌(比如“桃”)的概率,就不是简单的“牌堆总数/特定牌数量”了,而是要考虑剩余牌的具体构成。
极端情况: 当摸牌堆只剩下你需要的某一张牌时,摸到它的概率就是100%(前提是你一定能摸到)。反之,如果该牌已经不在牌堆中,摸到的概率就是0%。
应用: 玩家会根据摸牌堆剩余牌的数量和已知的牌堆构成(比如已经出过的牌),来估算摸到关键牌(如“桃”、“闪”、“杀”、“锦囊”)的概率,从而决定是否要冒险出牌,或者保留手牌。例如,在濒死时,摸到“桃”的概率就显得尤为重要。

2. 判定概率(判定模型):
判定流程: 游戏中的判定,如“闪电”、“乐不思蜀”、“兵粮寸断”的判定,以及一些武将技能(如“伏路”的判定,“观星”的判定),都是通过翻开一张牌来决定的。
基本概率: 理论上,一张牌被翻开,是花色(红桃、方块、梅花、黑桃)和点数(AK)的组合。判定成功与否,往往与牌的属性(如颜色、点数)有关。
已出牌的影响: 判定概率同样会受到牌堆中已出牌的影响。如果你知道牌堆中已经有相当数量的红色牌被翻开,那么摸到红色牌的概率就会降低。
数学期望: 玩家可以计算某个判定成功的“数学期望”。例如,某个技能让你判定时,需要翻开的点数大于等于5。那么你需要估算牌堆中点数大于等于5的牌的比例。如果牌堆剩余很多,这个比例接近于牌堆总牌的比例。但如果牌堆剩余不多,且你对剩余牌的构成有所了解,就可以进行更精准的估算。
应用: 知道判定大概率会成功或失败,可以指导玩家如何出牌。例如,如果判定“乐不思蜀”大概率会失败(意味着你不会被判定生效),你就可以放心大胆地执行判定后的行动。反之,如果判定“闪电”大概率会成功,你就需要准备好应对“闪电”的伤害。

3. 装备与技能触发概率(状态转移模型):
装备: 装备的出现(如“八卦阵”、“寒冰剑”)会改变游戏状态,影响后续的判定或出牌。装备本身就是一种“状态”。
技能触发: 很多武将技能是“当XX时,触发YY”。这些触发条件,本身就带有概率性。例如,郭嘉的“遗计”是在受到伤害时触发,而受到伤害是基于对方是否能“造成”伤害(对方摸牌、出牌、技能都可能失败)。
条件概率: 很多技能的触发是条件概率。比如,一个武将有一个“每当其受到1点伤害时,有50%的几率摸一张牌”的技能。那么,他在一回合内受到两次伤害,摸到牌的概率是多少?这就涉及到条件概率的计算,以及可能发生的“累计效应”。

二、 期望值模型:收益与风险的权衡

在三国杀中,很多决策都涉及“收益”和“风险”的权衡,这可以用期望值模型来分析。

1. 伤害期望值:
“杀”的伤害: “杀”牌本身造成1点伤害。但如果装备了“诸葛连弩”,你可以多出“杀”。如果对方有“闪”,你的“杀”就无效,但你可以继续出。
锦囊牌: “火杀”对装备了“藤甲”的武将造成额外伤害,这就是一个“伤害乘数”的概念。
数学期望: 玩家会估算自己打出一次“杀”平均能造成多少伤害。如果对方有“闪”,你的“杀”命中率是P,那么你打出一张“杀”的期望伤害就是 1 P。如果对方有“闪”和“藤甲”,情况就更复杂。
应用: 玩家会根据自己手牌和对方的已知情况,计算打出特定牌的“期望收益”(通常是造成伤害、摸牌、控场等)。例如,在确定对方没有“闪”时,打出“杀”的期望伤害就是1。如果对方有“闪”,但你手中有“红杀”,且对方是“藤甲”,你打出“红杀”的期望伤害就可能大于1(因为“红杀”对“藤甲”有额外一点伤害)。

2. 回合内收益期望值:
多回合行动: 很多武将技能允许你在回合内执行额外的行动,比如多摸牌、多出牌。
期望计算: 玩家会计算执行某个技能(如“界黄盖”的苦肉计)能够带来的“回合内整体收益期望”。这可能包括摸牌、造成伤害、触发其他技能等。
应用: 玩家需要判断,牺牲一定的血量(如“苦肉计”)是否能够带来远高于血量损失的收益,从而决定是否执行该行动。

三、 资源管理模型:有限资源的最优分配

三国杀的牌堆、手牌、体力、回合,都是有限的资源。如何有效地管理和分配这些资源,是游戏策略的核心。

1. 手牌管理(信息论/博弈论):
手牌的数量: 手牌数量直接关系到你的出牌选择和应对能力。
手牌的类型: 手牌的构成(“杀”、“闪”、“桃”、“锦囊”)决定了你的“能力”。
信息隐藏: 手牌是隐藏信息,这使得游戏具有博弈性。你不知道对手手中有什么,而对手也不知道你手中有什么。
最优策略: 玩家会根据当前局面,判断保留哪些牌,出掉哪些牌,才能最大化自己的潜在收益,并最小化被对手利用的风险。这涉及到如何“伪装”自己的实力,或者如何“诈唬”。

2. 体力管理(损耗与恢复模型):
体力是基本资源: 体力是生存的基础,也是很多技能的发动条件。
损耗与恢复: 体力的损耗(受到伤害)和恢复(“桃”)直接影响你的游戏寿命和能执行的动作。
体力期望: 玩家会估算自己在回合末能保持多少体力,以及在对方回合受到多少伤害的概率。
应用: 玩家需要决定何时使用“桃”,何时保留“桃”以备不时之需,以及是否要主动“卖血”来触发技能。

3. 回合轮次管理(序列决策模型):
游戏节奏: 游戏是按照回合轮次进行的,每个回合都有固定的行动阶段。
行动顺序: 谁先动,谁后动,会影响很多决策。例如,在回合开始阶段摸牌,在回合结束阶段弃牌。
时机选择: 很多技能和卡牌的效果,其最优使用时机至关重要。例如,在一个多回合的技能(如“马术”)生效前,你是否需要调整自己的位置?
应用: 玩家需要预判游戏进程,根据自己和队友的节奏,以及对手的节奏,来选择最优的出牌和行动时机。

四、 博弈论模型:与对手的互动与对抗

三国杀本质上是一个多人博弈游戏,玩家之间的互动、猜忌、合作与背叛,都蕴含着博弈论的思想。

1. 囚徒困境(合作与背叛):
阵营模式(三血/三英): 在某些模式下,虽然有明确的阵营,但玩家之间也存在“局部背叛”的可能性。例如,两个队友可能为了争夺资源而互相伤害,虽然最终目标一致。
身份模式: 尽管有“主忠反内”的身份,但玩家的行动往往会引发“合作”或“背叛”的判断。一个忠臣可能会因为误判而攻击主公,这在小范围内类似于“囚徒困境”的变体。

2. 信号博弈(隐藏信息与推断):
武将技能的“信号”: 玩家展示出的武将技能,本身就是一种“信号”,告诉对手你的潜在能力。
出牌行为的“信号”: 你打出“杀”,可能是因为你需要进攻,也可能是为了逼对手出“闪”,从而暴露手牌。你的弃牌行为、保留的牌,都在向对手传递“信号”。
推断与反推断: 玩家需要通过对手的行为,推断其隐藏的身份、手牌以及意图。同时,也要考虑对手可能如何解读你的行为,并作出相应调整。

3. 纳什均衡(策略稳定性):
理论模型: 虽然三国杀的局面过于复杂,难以找到严格的数学意义上的纳什均衡,但玩家的策略选择常常趋向于一个“相对稳定”的状态。
策略选择: 玩家会选择在当前环境下,最不容易被对手抓住破绽的策略。例如,当所有人都认为你是“忠臣”时,你“装反”的收益会很高。但如果所有人都这样想,那“忠臣”就很难发挥作用。
动态均衡: 游戏中的策略是动态变化的,随着手牌、血量、场上局势的变化,玩家的“最优”策略也在不断调整。

五、 组合与计数模型:可能的局面与策略空间

三国杀拥有海量的卡牌和武将,理论上可以组合出无数种游戏局面和策略。

1. 卡牌组合:
锦囊连招: 诸如“顺手牵羊”+“借刀杀人”,“铁索连环”+“火杀”等等,这些都是卡牌组合的威力。
技能与卡牌的协同: 某个武将的技能,与特定卡牌的配合,能够产生巨大的威力。例如,陆逊的“连营”配合“乐不思蜀”,可以持续消耗对手。

2. 武将组合:
双将体系: 在一些模式下,玩家可以组合两个武将,这使得策略空间呈指数级增长。
团队配合: 在军争模式或团队模式中,队友之间的武将配合(如“荀彧”+“曹操”,一人提供状态,一人利用状态)是关键。

3. 策略空间:
庞大的可能性: 考虑手牌、武将、场上局面,三国杀的策略空间极其庞大。玩家的决策,是在这个巨大的空间中进行的探索。
启发式搜索: 玩家往往不是进行穷举式的搜索,而是依赖“启发式”的判断,即根据经验和对局势的直觉,来选择看似最优的策略。

总结

三国杀的数学模型,并非是孤立存在的,而是相互交织、相互影响的。一个摸牌概率的计算,会影响你对下一步出牌期望值的判断;而你的资源管理策略,则会影响你在博弈中的地位。正是这些潜藏的数学模型,赋予了三国杀深厚的策略内涵和无穷的趣味性,让每一次游戏都充满未知与挑战,也让玩家在不断尝试与调整中,领略到策略的魅力。这不仅仅是一款卡牌游戏,更是一场关于概率、期望、资源和博弈的精彩演练。

网友意见

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三国杀的价值体系理论在建立的时候,侧重于算武将过牌和摸牌的期望,以武将过牌能力的一阶矩,也就是以「一血两牌,一回合两牌」为基准,来衡量武将的强弱。

后来随着国战,3V3,统率三军的开发,对牌堆的理解在不断的加深,比如说武将过牌能力高阶导数的作用。理解这点,对理解武将的选择和搭配很有用。

当然这些分析对现在的身份局意义不大了,但是对国战场,还是有点启发的。

就比如说对黄月英,周瑜,甄姬这三个标将强弱的认识,就经历过好几个发展阶段。通过这三个将的比较,我们大约可以理解平常我们说的「爆」到底是什么意思。

黄月英的期望值是多少呢?我们按照军争牌堆来算:

我模拟了一万次黄月英空手摸两牌之后的过牌量,上图很明显可以看出,黄月英有百分之六十左右的概率是摸两张就两张的,有百分之25%左右的概率摸三张,只有15%左右的概率摸三张以上。摸牌均值为2.87,显著的小于周瑜的3.24(因为无中生有和铁索的存在,周瑜过牌是大于3的).所以很明显,如果让两个人分别比赛过牌量的话,周瑜是占有优势的。

但是这是不是说明周瑜这个将因为期望值大于月英,也就是「基本面」强于月英,所以周瑜这个将就强于月英呢?无论是我们的感觉还是游戏中的选择都证伪了这一点。

如果大家游戏中的选择和理论不一致,那基本上是理论错了,说明没有考虑到得一些其他的因素,最终影响了大家的选择。

因为三国杀和买股票不一样,买股票我们假设公司都是存续的,我们会计算未来现金流的折现,来判断股票价格是高估还是低估;但是三国杀是一个赢了就中止的游戏,如果黄月英在自己的回合就把周瑜干掉了,那周瑜之后的再能摸牌,也是毫无用处的。

所以这里就存在一个稳和爆的权衡,稳的参数是一阶矩期望值,爆的参数是二阶矩方差。

人物 军争期望 军争方差 标准期望 标准方差
周瑜 3.28 0.70 3.24 0.71
黄月英 2.87 1.47 3.10 1.82
甄姬 3.27 1.65 3.22 1.54

在标准牌堆里面,黄月英的摸牌期望值仅仅小于周瑜0.1,但是方差是周瑜的一倍还多,这充分体现了黄月英「爆」的特质,而军争对锦囊的稀释,极大的限制了黄月英的发挥,无论是爆发力,还是摸牌期望值上。

那我们来看一看甄姬。甄姬的技能很简单,就是判定阶段起手就摸牌,黑的就继续,直到红的为止。甄宓摸牌均值总是大于黄月英,但是方差在标准下低于月英,在军争下高于月英,这暗示着军争下确实甄宓连原地爆发过牌能力都高于黄月英了。

标准牌堆下,稳定性: 周瑜>甄姬>黄月英,爆发力: 月英>甄姬>周瑜;

军争牌堆下,稳定性:周瑜>甄姬>黄月英,爆发力: 甄姬>月英>周瑜;

我们继续模拟一万盘,红色是黄月英,绿色是甄姬,黑色是周瑜,横坐标为过牌数,纵坐标为频率。第一张图是标准,第二张图是军争:

所有的三个人都是正斜度的(Positive skewness),我们可以计算其斜度:

人物 标准 军争
周瑜 0.34 0.4
黄月英 0.60 0.59
甄姬 0.14 0.16

投资标的收益斜度对于短期和中期的投资人一直都是很好的一个参照,因为这些投资人不会手里拿着投资标的很久,所以基本上是等不到期望值兑现的那一天的,所以极端值也很重要。这个场景其实非常契合三国杀,因为三国杀就是一个中短期的投资游戏——其轮数是有限的,并且有越来越快的趋势。

不另人意外的是黄月英的位置,黄月英大概率摸两牌就两牌;而一个比较令人意外的事情是,求稳的选手在有限轮情况下更应该选择甄姬而不是周瑜,因为甄姬有更大的概率出现小爆发,从而获得比周瑜更强的过牌能力。

但是,黄月英,尤其是标包的黄月英,拥有所有这三个角色在两种牌堆,共六种情况中最高的峰度(Kurtosis), 也就是其在高位爆发的能力是最强的。最关心峰度的投资人一般是短线的杠杆投资者,峰度意味着咸鱼翻身,逆风翻盘的能力。裸模一个过河拆桥然后接无中生有,最后一把十几张牌加连弩突突突的大爆发,这样的大爆发周瑜不可能做到,甄姬极少情况能做到,只有黄月英相对来说概率是最大的。

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