[无聊向]《美食大战老鼠》强卡最优策略搜索代码（非玩家勿入）

最近常登《美食大战老鼠》这款沙雕游戏，不得不赞叹道里面的卡片强化系统真的****。为了最大化用有限卡强化出高星卡的成功概率，我就瞎写了这么个大暴力程序。什么？！你不懂什么叫用最优策略最大化最终成功的概率？！怪我咯？……

算法方面，哪有什么算法，直接上个无聊的大 dp 就完事儿了，状态通过哈希来存。

用下面的代码实际操作了几次后感觉最优策略似乎有规律可循，所以应该还有提速空间。代码本身也有一些可优化的地方，不过懒得改了。

基本使用方式：先输入 \(n\) 表示你已有的卡片数量，再输入 \(n\) 个数表示 \(n\) 张卡片的星级（顺序可任意），最后输入一个数表示你希望强化出的卡片星级。每一步程序都会输出最终成功概率以及当前的最优决策，按要求执行反馈即可。

注意事项：

1. 此代码未对任何非法操作做判断，所以请尽量保证输入合法（比如，不要出现希望强化出的卡片星级低于已有卡片的情况）
2. 由于算法过于暴力，所以卡片数量不宜太多（最好不超过 \(50\) 张）
3. 由于未找到 15 星上 16 星强化对应的概率，因此下面的代码只适用于 15 级以下的强化（我并不知道强化的基本概率的计算公式，所以只能打表）
4. 下面的概率表默认强化用卡为高耗能卡（你应该明白是什么意思）
5. 强化默认所使用的是同一种四叶草（对应的程序语句为const double mul = 1.0;，mul表示四叶草对应的概率倍数，这里的1.0为不使用四叶草的情况，使用 1 级四叶草则将1.0改为1.2，以此类推）
6. 可能有bug

暂时留坑，以后这程序的功能会更加完善，大体准备再修改以下内容：

• 加入同时用多张卡强化一张卡的操作
• 加入 VIP 等级以及公会合成屋的强化概率加成
• 更改输入格式（目前一个星级一个星级地输入的方式在数量多时会显得很麻烦）
• 可选择查看当前各星级卡的剩余数量（以验证程序执行是否与当前实际情况同步，纯黑箱操作有时候会忘了当前操作是否执行）
• 进行一些细节的优化

下面的内容是不会更改的，这辈子都不会更改的：

1. 允许使用不同的四叶草（如果加入不同种类的四叶草的话，状态数量会大大增加，程序的处理能力上限也会大大降低）
2. 可判断非法操作（谨慎就好，这个功能是绝对不会有的）

以后有时间再更。

#include<bits/stdc++.h>

using namespace std;

const int N = 1000000;
const int M = 16;
const int mod = 998244353;
const double mul = 1.0;
const double eps = 1e-8;

int n, all, goal;
double p[M][M], f[N];
bool visit[N];
map<int, int> hash_t;
pair<int, vector<int>> best[N];

void init() {
  p[0][0] = 1;
  p[1][1] = 1;
  p[2][2] = 0.9683;
  p[3][3] = 0.6858;
  p[4][4] = 0.495;
  p[5][5] = 0.3958;
  p[6][6] = 0.3192;
  p[7][7] = 0.2642;
  p[8][8] = 0.22;
  p[9][9] = 0.135;
  p[10][10] = 0.125;
  p[11][11] = 0.116;
  p[12][12] = 0.107;
  p[13][13] = 0.101;
  p[14][14] = 0.095;

  p[1][0] = 0.88;
  p[2][1] = 0.792;
  p[3][2] = 0.55;
  p[4][3] = 0.4033;
  p[5][4] = 0.33;
  p[6][5] = 0.264;
  p[7][6] = 0.212;
  p[8][7] = 0.132;
  p[9][8] = 0.045;
  p[10][9] = 0.044;
  p[11][10] = 0.043;
  p[12][11] = 0.0398;
  p[13][12] = 0.0367;
  p[14][13] = 0.0336;

  p[2][0] = 0.6083;
  p[3][1] = 0.4292;
  p[4][2] = 0.2417;
  p[5][3] = 0.2008;
  p[6][4] = 0.132;
  p[7][5] = 0.106;
  p[8][6] = 0.06;
  p[9][7] = 0.022;
  p[10][8] = 0.018;
  p[11][9] = 0.017;
  p[12][10] = 0.0156;
  p[13][11] = 0.0141;
  p[14][12] = 0.0126;
}

// p = p1 + p2/3 + p3/3
double get(int i, vector<int> j) {
  reverse(j.begin(), j.end());
  double result = 0;
  result += p[i][j[0]];
  if (j.size() > 1) {
    result += p[i][j[1]] / 3;
  }
  if (j.size() > 2) {
    result += p[i][j[2]] / 3;
  }
  return min(result * mul, 1.);
}

pair<bool, int> encode(vector<int> info) {
  bool exist = true;
  int base = 0;
  for (auto x : info) {
    base = (base * 233ll + x) % mod;
  }
  if (!hash_t.count(base)) {
    exist = false;
    hash_t[base] = ++all;
    if (info[goal]) {
      visit[all] = true;
      f[all] = 1;
    }
  }
  return make_pair(exist, hash_t[base]);
}

void strengthen(int i, vector<int> j, vector<int>& number, bool success = true) {
  --number[i];
  for (auto x : j) {
    --number[x];
  }
  if (success) {
    ++number[i + 1];
  } else {
    ++number[i - (i > 5)];
  }
}

int count(vector<int> number) {
  int result = 0;
  for (auto x : number) {
    result += x;
  }
  return result;
}

double dp(vector<int> number) {
  int id = encode(number).second;
  if (visit[id]) {
    return f[id];
  }
  visit[id] = true;
  if (count(number) == 1) {
    return f[id] = 0;
  } else {
    double& answer = f[id]; 
    vector<int> here = number;
    for (int i = 0; i < 15; ++i) {
      if (!number[i]) {
        continue;
      }
      --number[i];
      // 1->x
      for (int j = max(0, i - 2); j <= i; ++j) {
        if (number[j]) {
          vector<int> array1 = here, array0 = here, t1(1);
          t1[0] = j;
          strengthen(i, t1, array1);
          strengthen(i, t1, array0, false);
          double prob = get(i, t1);
          double foo = dp(array1) * prob + dp(array0) * (1 - prob);
          if (foo > answer) {
            answer = foo;
            best[id] = make_pair(i, t1);
          }
        }
      }
      // 2->x
      for (int j = max(0, i - 2); j <= i; ++j) {
        if (number[j]) {
          --number[j];
          for (int k = j; k <= i; ++k) {
            if (number[k]) {
              vector<int> array1 = here, array0 = here, t2(2);
              t2[0] = j;
              t2[1] = k;
              strengthen(i, t2, array1);
              strengthen(i, t2, array0, false);
              double prob = get(i, t2);
              double foo = dp(array1) * prob + dp(array0) * (1 - prob);
              if (foo > answer) {
                answer = foo;
                best[id] = make_pair(i, t2);
              }
            }
          }
          ++number[j];
        }
      }
      // 3->x
      for (int j = max(0, i - 2); j <= i; ++j) {
        if (number[j]) {
          --number[j];
          for (int k = j; k <= i; ++k) {
            if (number[k]) {
              --number[k];
              for (int l = k; l <= i; ++l) {
                if (number[l]) {
                  vector<int> array1 = here, array0 = here, t3(3);
                  t3[0] = j;
                  t3[1] = k;
                  t3[2] = l;
                  strengthen(i, t3, array1);
                  strengthen(i, t3, array0, false);
                  double prob = get(i, t3);
                  double foo = dp(array1) * prob + dp(array0) * (1 - prob);
                  if (foo > answer) {
                    answer = foo;
                    best[id] = make_pair(i, t3);
                  }
                }
              }
              ++number[k]; 
            }
          }
          ++number[j];
        }
      }
      ++number[i];
    }
    return answer;
  }
}

int main() {
  init();
  cin >> n;
  vector<int> number(16);
  for (int i = 1; i <= n; ++i) {
    int x;
    cin >> x;
    ++number[x];
  }
  cin >> goal;
  //freopen("log.txt", "w", stdout);
  cout << "probability: " << setprecision(10) << dp(number) << '\n';
  //assert(all < N);
  //cerr << all << '\n';
  if (dp(number) > eps) {
    while (1) {
      int id = encode(number).second;
      cout << "the best choice is: strengthen " << best[id].first << " with {";
      vector<int>& t = best[id].second;
      for (int i = 0; i < t.size(); ++i) {
        if (i) {
          cout << ", ";
        }
        cout << t[i];
      }
      cout << "}." << '\n';
      cout << "have you succeeded? (input 1 for success and 0 for failure)" << '\n';
      string inf;
      cin >> inf;
      strengthen(best[id].first, best[id].second, number, inf == "1");
      id = encode(number).second;
      if (f[id] == 1) {
        cout << "congratulation!" << '\n';
        break;
      } else if (f[id] < eps) {
        cout << "sorry, it's impossible now." << '\n';
        break; 
      } else {
        cout << "probability now: " << setprecision(10) << f[id] << '\n';
      }
    }
  } else {
    cout << "it's impossible." << '\n';
  }
  cout << "done." << '\n';
  return 0;
}