德州扑克-从入门到入土
规则简介
52 张牌(没有大小王),若干个人,进行许多轮游戏。每轮游戏过程如下:
- 初始有一个按钮(标记该轮的起点)位于某位置,顺时针方向两人依次叫“小盲”、“大盲”。首先由“小盲”和“大盲”依次下“盲注”(不可不下),这决定了这局游戏大致的格局大小。
- 由荷官发牌,每人两张,不公开。之后进行第一轮下注:顺时针依次下注,每个人可以选择与大盲下注一致,或加注至大于等于两倍大盲的金额,或者弃权。
- 由荷官公开另三张牌在中间,称为“翻牌”。之后进行第二轮下注。
- 公开第四张牌在中间,称为“转牌”。之后进行第三轮下注。
- 公开第五张牌在中间,称为“河牌”。每个玩家从自己的两张和公开的五张中确定最大的牌型组合(见下图),之后进行第四轮下注。
- 玩家依次摊牌,牌最大的胜出,拿走所有玩家下的注,按钮顺时针移动一格,进行下一轮。
这个游戏的奇妙之处在于,每个人不是要考虑让这一局赚的尽可能多,而是要根据按钮位置、他人策略来选择合适的策略、伪装,使若干局的总利润尽可能高。
数学模型
这里我们考虑一个基本的问题:德州扑克是纯运气游戏,还是与玩家策略有决定性关系?
由于原游戏过于复杂,这里先考虑两个人、没有盲注、注码恒为 \(1\) 的情况。设两个人分别为 A 和 B,由 A 先下注,其中 B 纯随机决定下注还是弃权,考虑 A 的策略。由于牌型的情况非常复杂,这里进一步简化:A 和 B 均获得一个 \([0,1]\) 之间的随机实数,较大的胜出。
考虑 A 取到 \(x\) 时是否应该下注。如果下注,此时,有 \(\frac{1}{2}\) 的概率 B 不下注,A 原封不动地收回 \(1\) 的注码;还有 \(\frac{1}{2}x\) 的概率 B 下注且比 A 小,此时 A 收回 \(2\) 的注码;还有 \(\frac{1}{2}(1-x)\) 的概率 B 下注且比 A 大,此时 A 收回 \(0\) 的注码。于是,若 A 取到 \(x\) 时下注,收入的期望为 \(E(x)=\frac{1}{2}\cdot 1+\frac{1}{2}x\cdot 2+\frac{1}{2}(1-x)\cdot 0=x+\frac{1}{2}\)。为了让 A 回本,我们要求期望 \(\ge 1\) 时 A 下注。解得当 \(x\ge \frac{1}{2}\) 时 A 应该下注。
若 A 采用“当 \(x\ge\frac{1}{2}\) 时下注”的策略,每局期望能净赚多少钱呢?首先考虑有多大的概率赚到 \(1\):若 A 选到了 \(x\)(由前可知,\(x\ge \frac{1}{2}\),否则根本不会下注),则赚到 \(1\) 的概率为 \(\frac{1}{2}x\),所以总的赚到 \(1\) 的概率为 \(\int_\frac{1}{2}^1 \frac{1}{2}x\text{d}x=\frac{3}{16}\)。然后考虑有多大的概率亏 \(1\):若 A 选到了 \(x\),则亏 \(1\) 的概率为 \(\frac{1}{2}(1-x)\),所以总的亏掉 \(1\) 的概率为 \(\int_\frac{1}{2}^1 \frac{1}{2}(1-x)\text{d}x=\frac{1}{4}-\frac{3}{16}=\frac{1}{16}\)。剩余 \(3/4\) 的概率不亏不赚。综上,每局的期望为 \(\frac{3}{16}\cdot 1+\frac{1}{16}\cdot (-1)+\frac{3}{4}\cdot 0=\frac{1}{8}\)。
有一种更简洁的算法:由于前面已经算出来了 A 抽到 \(x\) 时收入的期望 \(E(x)\),利用期望的线性性,则可以得到每局利润的期望为 \(\int_\frac{1}{2}^1 (E(x)-1)\text{d}x=\frac{3}{8}-\frac{1}{2}=\frac{1}{8}\)。于是我们发现,有策略的操作比无策略的操作,每局期望竟然能赚 \(\frac{1}{8}\) 之多。
由于这种简化的问题无法完全反应实际的情况,所以后面我们会计算复杂一点的模型。但在此之前,先让我们考虑一个更有意思的问题:玩家的策略之间的影响。
如果 B 在对局中逐渐发现了 A 的策略,选择使用 A 的策略来进行还击,那么 A 要怎样改变策略才能仍保持优势呢?
类似的分析方式,考虑 A 取到 \(x\) 时是否应该下注。如果下注,此时有 \(\frac{1}{2}\) 的概率 B 不下注,A 原封不动地收回 \(1\) 的注码;还有 \(\frac{1}{2}(x-\frac{1}{2})/\frac{1}{2}\) 的概率 B 下注且比 A 小(因为 B 只有在 \(\ge\frac{1}{2}\) 时才会下注,所以已经保证 B 抽的数 \(\ge\frac{1}{2}\) 了),此时 A 收回 \(2\) 的注码;还有 \(\frac{1}{2}(1-x)/\frac{1}{2}\) 的概率下注且比 A 大,此时 A 收回 \(0\) 的注码。于是,若 A 取到 \(x\) 时下注,收入的期望为 \(E(x)=\frac{1}{2}\cdot 1+\frac{1}{2}(x-\frac{1}{2})/\frac{1}{2}\cdot 2+\frac{1}{2}(1-x)/\frac{1}{2}\cdot 0=2x-\frac{1}{2}\)。同样为了让 A 回本,我们要求期望 \(\ge 1\) 时 A 才下注。解得当 \(x\ge \frac{3}{4}\) 时 A 下注。
此时同上计算可得,在这种策略下,A 利润的期望为 \(\int_\frac{3}{4}^1 (E(x)-1)\text{d}x=\int_\frac{3}{4}^1 (2x-\frac{3}{2})\text{d}x=\frac{7}{16}-\frac{3}{8}=\frac{1}{16}\)。可见,当 B 采取上一局 A 的获胜策略时,在这局却又被新的策略所打败了。这个计算告诉我们,在德州扑克中需要根据对手的策略实时调整自己的策略,同时要学会隐藏自己的策略。
这引出了一个新的推论:任意一种策略,都存在一种策略能够战胜该策略,除非无论如何也不下注。这就产生了一个问题:该博弈的平衡点在“永不下注”上。如何打破这种平衡呢?这就是初始的“盲注”的作用了。强制“盲注”的存在使得平衡必须被打破,从而使这个博弈变得可玩性更高。