小 Q 同学是一个热爱学习的人,但是他最近沉迷于各种游戏,龙与地下城就是其中之一。 在这个游戏中,很多场合需要通过掷骰子来产生随机数,并由此决定角色未来的命运,因此骰子堪称该游戏的标志性道具。
骰子也分为许多种类,比如 4 面骰、6 面骰、8 面骰、12 面骰、20 面骰,其中 20 面骰用到的机会非常多。当然,现在科技发达,可以用一个随机数生成器来取代真实的骰子,所以这里认为骰子就是一个随机数生成器。
在战斗中,骰子主要用来决定角色的攻击是否命中,以及命中后造成的伤害值。举个例子,假设现在已经确定能够命中敌人,那么 YdXYdXYdX(也就是掷出 YYY 个 XXX 面骰子之后所有骰子显示的数字之和)就是对敌人的基础伤害。在敌人没有防御的情况下,这个基础伤害就是真实伤害。
众所周知,骰子显示每个数的概率应该是相等的,也就是说,对于一个 XXX 面骰子,显示 0,1,2,…,X−1 中每一个数字的概率都是 1X\frac 1 XX1 。
更形式地说,这个骰子显示的数 WWW 满足离散的均匀分布,其分布列为
W W W | 0 0 0 | 1 1 1 | 2 2 2 | … \ldots … | X−1 X - 1 X−1 |
P P P | 1X \frac{1}{X} X1 | 1X \frac{1}{X} X1 | 1X \frac{1}{X} X1 | … \ldots … | 1X \frac{1}{X} X1 |
除此之外还有一些性质
WWW 的一阶原点矩(期望)为
v1(W)=E(W)=∑i=0X−1iP(W=i)=X−12 v_1(W) = E(W) = \sum ^{X-1} _{i=0} iP(W=i) = \frac{X-1}{2} v1(W)=E(W)=i=0∑X−1iP(W=i)=2X−1WWW 的二阶中心矩(方差)为
μ2(W)=E((W−E(W))2)=∑i=0X−1(i−E(W))2P(W=i)=X2−112 \mu_2(W) = E((W-E(W))^2) = \sum ^{X-1}_{i=0}(i-E(W))^2P(W=i) = \frac{X^2-1}{12} μ2(W)=E((W−E(W))2)=i=0∑X−1(i−E(W))2P(W=i)=12X2−1
言归正传,现在小 Q 同学面对着一个生命值为 AAA 的没有防御的敌人,能够发动一次必中的 YdXYdXYdX 攻击,显然只有造成的伤害不少于敌人的生命值才能打倒敌人。但是另一方面,小 Q 同学作为强迫症患者,不希望出现 overkill,也就是造成的伤害大于 BBB 的情况,因此只有在打倒敌人并且不发生 overkill 的情况下小 Q 同学才会认为取得了属于他的胜利。
因为小 Q 同学非常谨慎,他会进行 10 次模拟战,每次给出敌人的生命值 AAA 以及 overkill 的标准 BBB,他想知道此时取得属于他的胜利的概率是多少,你能帮帮他吗?