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[教程] 【帝国数学理论·第二弹】威胁值——拉海尔能打几个?

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发表于 2015-11-24 11:15:09 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 这只话唠菜鹰是路人 于 2016-11-22 00:43 编辑

        这篇文章是在上一篇(https://www.hawkaoe.net/bbs/thread-115376-1-1.html)的基础上做出的更加深入了一点的研究。其实结论在前篇不久后就出来了,但一直忘了公布= =,直到今天菜鹰问我:“拉海尔能打多少个普通近战单位”我才想起还有这个巨坑……那么我就来回答一下这个问题吧。

        

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

(此前希望大家阅读下前篇,因为这里会沿用很多概念)

        我们在前篇提出了威力值的概念,即单位攻击和血量的乘积,表示为 W = aX
        但是当时并没有考虑攻速和护甲的影响,所以先来考虑一下
        设单位A的攻击力为a,血量为X,护甲为n,攻速为u;单位B的攻击力为b,血量为Y,护甲为m,攻速为v,那么
        单位时间内A对B造成的伤害为 u(a-m),我们不妨把它称为A对B的“攻效“,用A表示,即 A = u(a-m)
        同理,B对A的攻效 B = v(b-n)

        我们可以发现,这里的A和B,恰恰就是前篇所使用的“攻击力”的概念。所以我们可以直接得出修正后的威力值公式(大家可依照前篇自行推导):

        一个近战单位的威力值 W = AX

        其中,X为该单位血量,A为该单位对目标的攻效。
----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

        好,前戏做足,我们可以开始进入正题了。

        拉海尔能打几个?

        首先我们来想像一下这样一个场景:
        拉海尔被一群近战单位围殴,没有高地,没有克制,没有卡位,经过一场天昏地暗的血战,敌人全军覆没,拉海尔获胜。

        我们先来回答一个问题:在这场战斗中,敌人对拉海尔造成的总伤害量是多少?

        也许大家很快就想到了。没错,这与拉海尔选择的击杀顺序有关。

        那么我们就可以来设了:
        设敌人有n个,编号分别为1,2,……,n;他们对拉海尔的攻效分别是B1,B2,……,Bn;血量分别是Y1,Y2,……,Yn;威力值分别为W1,W2,……,Wn
        而拉海尔对他们的攻效分别是A1,A2,……,An;血量为X
        拉海尔选择的击杀顺序依次为:1,2,……,n

        那么,这场战斗可以分为n个阶段:

        第1阶段:从开始到 1 号敌人死亡,持续时间 T1 = Y1/A1 (应该好理解吧),则敌人造成的伤害为:

        H1 = (B1 + B2 +……+ Bn)T1 = (B1 + B2 +……+ Bn)Y1/A1  

        第2阶段:从 1 号敌人死亡到 2 号敌人死亡,持续时间 T2 = Y2/A2,则敌人造成的伤害为:

        H2 = (B2 + B3 +……+ Bn)Y2/A2

        以此类推……

        第n阶段:从 n-1 号敌人死亡到结束,持续时间 Tn = Yn/An,则敌人造成的伤害为:

        Hn = BnYn/An

        所以,敌人造成的伤害总量为:

        H = H1 + H2 +……+ Hn                                ①

        (观众)算了这么半天,那么它tmd到底是多少!?

        别急,我们先来看个图:
        
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

        如下:

        

        理解这个“矩形堆”需要一点抽象思维能力。首先要知道的事,虽然我只画出了5行5列,但实际上它是n行n列:每一行的高度从上到下分别为B1,B2,……,Bn;每一列的宽度分别为Y1/A1,Y2/A2,……,Yn/An

        好了,发现了吗?
        发现了是吧:图形的每一列的面积,分别代表了 H 的表达式(①式)这个多项式中的每一项,也就是说,伤害总量 H 就是这个图形的面积。


        好了,我们回归正题。


        拉海尔能打几个?


        拉海尔要想尽量打得多,那么他就需要选择一个最佳的击杀顺序(更贴切的说法是把敌人们根据属性“安排”到上述的击杀顺序中),使得 H 最小,也就是使这个图形的面积最小。
        这就成了一个求最小值的问题


-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------



        那么我们就来求一下。

        首先,我们注意到:

        

        边缘的那些蓝色小矩形,它们的面积分别是(从左上到右下):B1Y1/A1,B2Y2/A2,……,BnYn/An
        也就是(如果你还记得威力值的定义的话):W1/A1,W2/A2,……,Wn/An

        这些矩形的面积恰好代表了每一个敌人的属性,它们是不会受到击杀顺序影响的。而它们从左上到右下的排列顺序,代表了击杀顺序。

        于是问题就变成了,如何用给定的蓝色矩形“围成”面积最小的矩形堆。

        由于蓝色矩形的面积均为定值,不难发现,求矩形堆的最小面积,等同于:

        

        求红色部分的最小面积。

        不难发现:

        

        当折线MN是“凹陷”的情况下,所取得的红色区域面积最小。(可用反正法证明,有兴趣的同学可自行尝试。)

        也就是:

        

        θ1 ≤ θ2 ≤……≤ θn

        即

        tan θ1 ≤ tan θ2 ≤……≤ tan θn


        即


        A1B1/Y1 ≥ A2B2/Y2 ≥……≥ AnBn/Yn


        令AnBn/Yn = Fn,则我们可以得出结论:


        当且仅当 F1 ≥ F2 ≥……≥ Fn 的情况下,矩形堆的面积最小,H取得最小值,敌军对拉海尔造成的伤害最低。


        我们不妨把这个 F 称为威胁值,则 F = AB/Y


        所以我们可以得到威胁值的定义:


        在近战单位间一对多的围攻关系中,围攻方的每个单位对被围攻方都存在一个威胁值,其表达式为:


F = AB/Y





        其中,A为被围攻方对该单位的攻效,B为该单位对被围攻方的攻效,Y为该单位血量。


        对被围攻方来说,威胁值越大,越应该优先击杀。按威胁值从大到小的顺序击杀,即为被围攻方的最佳击杀顺序,此时围攻方对被围攻方造成的总伤害量最少。


        为了更好地理解这一个理论,大家可以去玩一玩下面这个战役:
        https://www.hawkaoe.net/bbs/thread-115408-1-1.html


        祝愉快~


-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------


        (观众)完了?

        完了

        (观众)那拉海尔究竟能打几个?

        我怎么知道,我只是用这个问题引入威胁值的。

        (观众)@#¥%……&*


        



        哦,最后,感谢不说话知识妹子 @阳明白鹤 提供“矩形堆”模型。(虽然后面的推导还是本少做的啦~~

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 楼主| 发表于 2015-11-24 11:18:29 | 显示全部楼层
本帖最后由 Howerds 于 2015-12-5 10:24 编辑

被 Ru 大吐槽跳步了 = =
改天在这里写写反证法那步怎么做吧……

(其实我更希望有人能帮我写写)

悬赏200耕战,三天有效。

----------------------------------------------------------

感谢特洛伊大叔补充。见楼下。
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发表于 2015-11-26 06:26:07 | 显示全部楼层
好吧。既然大家不要戰耕我就拿吧。

證明這部分前先要證明"凹"的"圖形唯一"。這部分很容易:產生凹圖形的充要條件就是

θ1 ≤ θ2 ≤……≤ θn

在不等式都嚴格小於時固然排列法唯一。如有相等情況,假設 θk=θk+1=...=θp 時,次序交換並不改變其面積常量為

(Bk+Bp+1)(Yk/Ak+...+Yp/Ap)/2

因此圖形唯一。

回到原證明:注意到"凹圖形"為一局部條件,也就是 θk ≤ θk+1 恆成立。另外,假設單位數只有兩個,顯然凸圖形面積大於凹圖形。如此一來由反證法:若有一圖形滿足面積最小且  θk > θk+1 (對於某個 k)。則將第 k 步與 k+1 步調換順序,可得到一更小圖形。矛盾,因此得證。

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 楼主| 发表于 2015-12-5 23:22:17 | 显示全部楼层
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发表于 2015-11-24 11:26:13 | 显示全部楼层
占楼也没关系,反正可以编辑的嘛。
从零开始的日系绘画系列
01-头像篇
02-躯干篇(上)
03-躯干篇(中)
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发表于 2015-11-24 14:16:00 | 显示全部楼层
强大。。。
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发表于 2015-11-24 14:18:30 | 显示全部楼层
结论似乎简单说就是,高攻、低甲、低血的单位应该优先击杀
在一群敌人护甲没有显著差异时,B可以近似为常数,故也可以简化为 F=A/Y吧。。。

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 楼主| 发表于 2015-11-24 14:23:37 | 显示全部楼层
春田一九零三 发表于 2015-11-24 01:18
结论似乎简单说就是,高攻、低甲、低血的单位应该优先击杀
在一群敌人护甲没有显著差异时,B可以近 ...

嗯,对的

更正下,是A近似为常数,F = B/Y ,这样就是我们经常说的“血攻比”
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发表于 2015-11-24 16:05:59 本帖来自手机 | 显示全部楼层
不得不说数学是人类思维的武器……但正如ru所说,哈罗德的推论确实能简洁很多,而且貌似忽略了一个问题……拉海尔这流氓能回血
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附庸关系9
发表于 2015-11-24 16:15:59 | 显示全部楼层
又被補了一刀啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊啊
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发表于 2015-11-24 17:20:42 | 显示全部楼层
学文科的表示跟看天书一样……
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 楼主| 发表于 2015-11-24 20:48:58 | 显示全部楼层
菜鹰战役 发表于 2015-11-24 03:05
不得不说数学是人类思维的武器……但正如ru所说,哈罗德的推论确实能简洁很多,而且貌似忽略了一个问题…… ...

其实也不是完全没考虑过啦……拉海尔的回血可以看作是对X的修正,而实际上F与X无关,所以就不用考虑拉海尔回血了。但如果围攻方有狂战士的话可能又得麻烦点…
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发表于 2015-11-25 07:05:12 | 显示全部楼层
Howerds 发表于 2015-11-24 14:23
嗯,对的

更正下,是A近似为常数,F = B/Y ,这样就是我们经常说的“血攻比”

不只如此,還要考慮攻擊速度和拉海爾的裝甲值。
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 楼主| 发表于 2015-11-25 07:12:05 | 显示全部楼层
tryotryotryo 发表于 2015-11-24 18:05
不只如此,還要考慮攻擊速度和拉海爾的裝甲值。

其实你也可以把“血攻比”中的“攻”理解为“攻效”啦

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大叔你拿下吧  发表于 2015-11-25 07:18
= =啊啊啊,就算这样都没人来呢……  发表于 2015-11-25 07:18
還有這初等證明200戰耕太多了吧。  发表于 2015-11-25 07:17
我是在回Ru  发表于 2015-11-25 07:15
對,用攻效是個好詞。  发表于 2015-11-25 07:15
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 楼主| 发表于 2015-11-26 10:16:40 | 显示全部楼层
tryotryotryo 发表于 2015-11-25 17:26
好吧。既然大家不要戰耕我就拿吧。

證明這部分前先要證明"凹"的"圖形唯一"。這部分很容易:產生凹圖形的 ...

嗯,思路非常正确。不过读起来有点费解,如果配图说明就更好了。嘛,GZ还是有的。
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发表于 2015-12-4 23:54:20 | 显示全部楼层
唔……这个东西居然还没有……死掉……吗……(无力)
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 楼主| 发表于 2015-12-5 08:18:24 | 显示全部楼层
阳明白鹤 发表于 2015-12-4 10:54
唔……这个东西居然还没有……死掉……吗……(无力)

没有啊~~~一直在等你回来啊~~~
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 楼主| 发表于 2015-12-5 23:26:22 | 显示全部楼层
本帖最后由 Howerds 于 2015-12-5 10:30 编辑

再次悬赏200GZ求解决以下问题:

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在围攻方敌人都是同一近战兵种的情况下,拉海尔所能够打败的敌人的最大数目N

@tryotryotryo
@阳明白鹤 @菜鹰战役  




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不算村民 垃圾兵里的NO.1应该就是长矛兵了吧,我试了一下,都是黑暗时代,全包围状态下,19个以下拉海尔都是稳赢。再往上拉海尔也有一定可能存活。因为1个兵最多同时被8个兵打,但电脑有时寻路出错相互卡位,导致只有7个甚至6个单位在攻击目标,这种情况下拉海尔就能撑久一些。
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今天才看到,这个贴子对我做战役有了很大的启发。。。我是这样理解的,假设你是一个剑圣,打团应该先杀ADC,再杀半肉,最后杀辅助……
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