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用概率戰勝你的親朋好友吧 。
撰文 | 比鄰星
春節要玩好 , 獨樂樂不如眾樂樂 。
如果要選擇一種聲音代表新春佳節的團聚 , 除了噼里啪啦的鞭炮、杯盞相碰的清脆 , 一句“三缺一”和麻將桌上嘩啦啦的搓麻聲必定占有一席之地 。
麻將在不同段位的玩家眼中代表著不同維度的世界 。入門級小白只專注于面前的牌 , 久經沙場的老手更有大局觀 , 心中裝著整個牌桌的乾坤 。而在一名理科生眼中 , 麻將是一場概率游戲和策略博弈 。
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【鄙吝怎么讀音比鄰怎么玩】19世紀的麻將牌長這樣丨圖源:Wiki
還真有數學家發表了關于“麻將數學”的研究論文 , 不僅編寫程序計算胡牌的概率 , 更是致力于開發AI打麻將的技能 。當然 , 機器人怎么打麻將倒是后話了 , 對于各位玩家而言 , 這些研究更大的價值在于能給麻將桌上的牌局以“***”的理論指導 。
故事還要從清一色講起 。
先補充點背景知識 。標準麻將牌包含“筒”、“條”、“萬”、“風”和“箭”五套花色 , 每種牌有4張是相同的 。4名玩家初始摸得13張牌 , 之后按照逆時針摸一張牌再打出一張牌 , 直到他摸到最后一張牌 , 14張牌可以湊成23333的排列組合 , 即為胡牌 。
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從上到下分別為“筒”、“條”、“萬”丨圖源:Wiki
用公式表示就是
m*AAA+n*ABC+DDm , n可以為0
如果最終胡牌的牌面為同一花色 , 就叫清一色 。
一個叫李志光的數學家發現了一種有趣的牌形 。
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好牌丨圖源:Mathematical aspects of the combinatorial game “Mahjong”
仔細看 , 你會發現下一張只要摸到的也是筒 , 不管是一筒到九筒中的哪一張 , 都可以胡牌 。這牌 , 只要一推倒 , 眾人定有不明覺厲之感 。
這樣的牌形叫“九門”(Nine Gate) , 李志光隨后聯想到 , 類似的“八門”、“七門”、“六門”……都有什么樣的牌形 , 哪種出現的概率更高?
至此開始 , 一個娛樂問題成功上升為科研課題 , 行話叫“k門問題” 。
用數學符號代表剛才的牌形 , 那就是
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計算概率 , 大體的思路就是嘗試所有Xi的組合 , 然后檢驗每種組合是否符合k門的要求 。這樣的重復性運算 , 交給Python程序就夠了 。
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一段源代碼截圖 網址鏈接:
https://cklixx.people.wm.edu/mathlib/Mahjong.py
結果是這樣的 ?!熬砰T”的組合有且僅有一種 , 它出現的概率為0.000113;八門有16種;一門的組合則有14067種 , 出現的概率是0.148 。
k門問題只是個開始 , 發現能用數學 *** 研究麻將 , 另一個團隊也躍躍欲試 。他們關注到的問題是——如何判斷距離胡牌還差幾張牌?研究結果整理為論文《來玩麻將啊!》(Let’s play Mahjong!)
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都是科研論文 , 這篇的畫風就很可愛
這個問題很實用了 , 理解了其中奧義 , 你也能擁有牌局的大局觀 。來看看他們是怎么算的 。
首先需要用數學語言定義每一種牌形 。他們選擇了一對數字(c, n) , c表示花色 , 0為條、1為萬 , 2為筒;n表示具體的數字 。比如(0, 3)就是三條 , (1, 5)就是五萬 。
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(2,7)和(2,5) 圖源:flicker
接下來設置一段數列V , 即14個(c , n)的 ***  , 用來表示完整的牌面 。這時你就可以用邏輯語言定義出胡牌(complete)的條件 。
最后一步是設計一個變量 , 定量地表示牌面的好壞 。研究者引入了“缺牌數”的定義 , 也就是距離運算到胡牌狀態 , 還差幾張牌 。

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