这是本文档旧的修订版!
给定严格递增的正整数序列 $A_1,A_2\cdots A_n$,保证 $A_i+A_1\ge A_{i+1}$。一开始由我方选定一个 $G$,使得 $0\le G\le M$。
接下来 $q$ 场游戏,每场游戏我方先手,且一开始有 $G$ 个石头。第 $i$ 场游戏每次可以拿 $\{A_l,A_{l+1}\cdots A_r\}$ 个石头。
问必胜场次最多有几场。
首先给出两个博弈游戏等价的定义:对同一个状态(本题为当前石头数),两个博弈游戏要么都是必胜状态要么都是必败状态。
另外假设每次可以拿的石头为 $[l,r]$ 个,则必胜状态为 $G\bmod (l+r)\ge l$。
接下来给出两个条件:
下面证明这两个条件等价。首先不妨令 $a_1\lt a_2\cdots \lt a_n$。
当条件一成立时,假设存在 $a_i+a_1\lt a_j$,且不存在 $a_k\in S$,使得 $a_i\lt a_k\lt a_j$ 的情况。
于是有 $j=i+1$,即 $a_i+a_1\lt a_{i+1}$。取 $G\bmod (a_1+a_k)=a_1+a_i$,根据条件一 $G$ 是必胜状态。
于是如果选取 $a_1\sim a_i$,则 $a_1\le G'\bmod (a_1+a_k)\le a_l$,根据条件一 $G'$ 是必胜状态。
如果选取 $a_{i+1}\sim a_k$,则 $G'\bmod (a_1+a_k)\gt 2a_1+a_i$,根据条件一 $G'$ 是必胜状态。
于是 $G$ 是必败状态,矛盾。于是充分性证毕。
当条件二成立时,首先考虑 $0\le G\lt a_1+a_k$。易知 $0\lt G\lt a_1$ 是必败状态。
当 $a_i\le G\lt a_{i+1}$ 时,取 $a_i$ 个石头,根据条件二,有 $a_i+a_1\ge a_{i+1}$,于是 $G'=G-a_i\lt a_1$ 是必败状态。
于是 $a_1\le G\lt a_k$ 是必胜状态。当 $a_k\le G\lt a_1+a_k$ 时取 $a_k$ 个石头有 $G'\lt a_i$,于是 $G$ 也是必胜状态。
于是 $0\le G\lt a_1+a_k$ 时必胜状态为 $a_1\le G\lt a_1+a_k$。
数学归纳法设 $k(a_1+a_k)\le G\lt (k+1)(a_1+a_k)$ 满足条件一。
当 $(k+1)(a_1+a_k)\le G\lt (k+1)(a_1+a_k)+a_1$ 时,任意取石头 $a_1\sim a_k$。
发现总有 $k(a_1+a_k)+a_1\le G'\lt (k+1)(a_1+a_k)$ 全是必胜状态,于是 $G$ 是必败状态。
当 $(k+1)(a_1+a_k)+a_1\le G\lt (k+2)(a_1+a_k)$ 类比 $a_1\le G\lt a_1+a_k$ 的取法即可到达必败状态,于是 $G$ 是必胜状态。必要性证毕。
回到原题,现在只需要考虑选取 $G$ 使得其满足尽可能多的 $G\bmod (a_{l_i}+a_{r_i})\ge a_{l_i}$ 即可。
考虑维护 $0\le G\le m$ 的答案数组。对 $a_{l_i}+a_{r_i}\ge \sqrt m$ 的询问,可以转化为不超过 $O(\sqrt m)$ 次区间加操作。
利用差分和前缀和可以 $O(\sqrt m)$ 处理每个上面询问。
对 $a_{l_i}+a_{r_i}\lt \sqrt m$ 的询问,考虑用 $O(\sqrt m)$ 个长度不超过 $O(\sqrt m)$ 的数组 $c$ 维护贡献。
对每个上面询问使得 $c(l_i+r_i)(l_i\sim r_i)$ 加一。
最后从 $0\sim m$ 扫描一遍答案数组,同时加上这 $O(\sqrt m)$ 的数组的当前位置贡献,然后每个数组指针移动一位。
总时间复杂度 $O((m+q)\sqrt m)$。