麻雀形狀隨筆7:14張同色牌必然一向聽(tīng)以內(nèi)
作為隨筆性質(zhì)的文章,本文會(huì)寫的比較隨意或者晦澀,本文主要討論麻雀中的各種形狀的極盡深入,對(duì)麻雀技術(shù)提升沒(méi)有太大幫助。適用于任何麻雀。 作者:幾愿?
本文原為2022-1-4的清一色的一個(gè)結(jié)論專欄文章1,之后已經(jīng)刪除,現(xiàn)重新補(bǔ)上并歸在麻雀形狀隨筆中。知乎同文。
定理13:14張同花色牌切出1張牌后,這副牌一定可進(jìn)入1向聽(tīng)及以內(nèi).
準(zhǔn)備工作:
(1)這個(gè)結(jié)論適用于承認(rèn)七對(duì)子的立直麻將(日本麻將)、國(guó)標(biāo)麻將以及其他手牌為13張,承認(rèn)清一色,無(wú)特殊和牌限制條件的麻將。(臺(tái)灣麻將等手牌為16張的麻將暫不考慮)
本結(jié)論將以立直麻將為例。立直麻將的重要規(guī)則:
①承認(rèn)七對(duì)子(由7個(gè)對(duì)子組成的和牌形)番種。
重要條件。如果不允許七對(duì)子的番種,那么結(jié)論要更正為2向聽(tīng)以內(nèi)。
立直麻將和牌時(shí)7個(gè)對(duì)子不可以重復(fù)(而國(guó)標(biāo)七對(duì)的對(duì)子可以重復(fù),但是均不影響結(jié)論)。
②承認(rèn)空聽(tīng)(計(jì)作形式聽(tīng)牌),不承認(rèn)虛聽(tīng)。
空聽(tīng):聽(tīng)牌時(shí),所聽(tīng)的牌均在場(chǎng)上(手牌、牌河、寶牌指示牌、副露)。在這種狀況下視作聽(tīng)牌,但是沒(méi)有和牌的機(jī)會(huì)。
虛聽(tīng):聽(tīng)牌時(shí),所聽(tīng)的牌均在手牌中。是空聽(tīng)的一種特殊形式,也叫作純空聽(tīng)。雀魂、天鳳中,在這種狀況下不被視作聽(tīng)牌,因?yàn)樗欢梢越忉尀閾碛?張牌,并且聽(tīng)那種牌的單騎的形式,如:
東東東東南南南西西西北北北,
聽(tīng)第5張不存在的“東”。
這種情況下并不是聽(tīng)牌,應(yīng)該視作1向聽(tīng)。
同理,分析牌形向聽(tīng)時(shí),不存在的進(jìn)張面(以下稱作“虛進(jìn)張面”)也不應(yīng)該考慮。
不承認(rèn)虛聽(tīng)對(duì)結(jié)論的指導(dǎo)意義:我們研究的牌形只考慮手牌,且屬于門前清,所以會(huì)存在虛聽(tīng)和虛進(jìn)張面的問(wèn)題。
不可以機(jī)械認(rèn)為1111444477779p屬于1向聽(tīng),因?yàn)椴o(wú)法摸到1p或4p進(jìn)入聽(tīng)牌狀態(tài)。因此這個(gè)牌形屬于2向聽(tīng)。
也就是說(shuō),手牌13張牌均為同一色牌,可以是2向聽(tīng)。
(2)同一種花色的牌有:1~9的數(shù)牌各4張,共36張。這里選擇餅子(p)為例。比如:1p指1餅(筒)。
(3)向聽(tīng):手牌還差n張有效牌即可進(jìn)入聽(tīng)牌狀態(tài),叫做該手牌處于n向聽(tīng)。
向聽(tīng)可分自摸狀態(tài)和非自摸狀態(tài)的向聽(tīng)。
以下使用[m]表示手牌擁有m張牌。
顯然[13]屬于非自摸狀態(tài)的手牌,[14]屬于自摸狀態(tài)的手牌,[13]和[14]的向聽(tīng)數(shù)可以不同。
由于麻將需要“摸一張牌后切一張牌”,所以[14]中,切出任何一張可以達(dá)成最多14種[13]的向聽(tīng)數(shù)。
(4)聽(tīng)牌:[13]時(shí),差1張有效牌即可進(jìn)入和牌的手牌狀態(tài)。
(5)和牌形([14])的種類:
手牌全部為同一種花色,可滿足(只需除去國(guó)士形)
①標(biāo)準(zhǔn)形:面子×4+對(duì)子×1
②七對(duì)形:對(duì)子×7
(6)聽(tīng)牌([13])的種類:
手牌全部為同一種花色,可滿足:
①兩面:3個(gè)面子+1個(gè)對(duì)子+1個(gè)兩面
②嵌張:3個(gè)面子+1個(gè)對(duì)子+1個(gè)嵌張
③邊張:3個(gè)面子+1個(gè)對(duì)子+1個(gè)邊張
④雙碰:3個(gè)面子+2個(gè)對(duì)子
⑤單騎:4個(gè)面子+1張浮牌
(7)一向聽(tīng)([13])的種類:
手牌全部為同一種花色,可滿足(只需除去國(guó)士形)
①雙搭子形:2個(gè)面子+2個(gè)順搭+1個(gè)對(duì)子
12張+1浮牌
②無(wú)雀頭形:3個(gè)面子+1個(gè)順搭+0個(gè)對(duì)子
11張+3浮牌
順搭數(shù)也可以為2,但是只需滿足1個(gè)順搭即可。
③雙靠張形:3個(gè)面子+0個(gè)順搭+1個(gè)對(duì)子
11張+3浮牌
④七對(duì)子形:5個(gè)對(duì)子
10張
注:1112255668899p這類也視作1向聽(tīng)。
(8)數(shù)學(xué)定義:我們用大寫字母A、B、C...定義一張牌,由麻將規(guī)則,牌具有數(shù)值,對(duì)于任意牌A,1≤A≤9,且A∈N+.若A=1,則A代表1p.
用小寫字母p、q、r...定義同色牌形,如同色牌形p=(1112345678999)代表牌形1112345678999p.
根據(jù)麻將定義可知:
面子:分順子、刻子。
順子是指3張數(shù)字連續(xù)的牌組成牌形,用(ABC)表示,滿足C-B=1且B-A=1.
刻子是指3張數(shù)字相同的牌組成牌形,用(ABC)表示,滿足A=B且B=C
杠子是指4張數(shù)字相同的牌組成牌形,如1111p。杠子全部都在手牌時(shí),不算做1個(gè)面子,而應(yīng)該拆成1個(gè)刻子+1張浮牌.
順搭:分兩面、嵌張、邊張.
兩面是指2張數(shù)字相差為1的牌組成牌形,用(AB)表示,滿足B-A=1.
嵌張是指2張數(shù)字相差為2的牌組成牌形,用(AB)表示,滿足B-A=2
邊張是指2張數(shù)字相差為1,且包含1或9組成的牌形,用(AB)表示,滿足B-A=1,且A=1或B=9
對(duì)子:是指2張相同的牌組成牌形,用(AB)表示,滿足A=B.
牌形具有集合的無(wú)序性,我們可對(duì)牌的數(shù)值認(rèn)為規(guī)定大小順序來(lái)使其有序.
同時(shí),在麻將中,牌形可拆分為若干個(gè)更小的牌形,類似于集合中的包含關(guān)系.因此可定義運(yùn)算:
如果牌形q和牌形r的所有的牌組成一個(gè)新的牌形p,則有:
q+r=p
如果牌形p中抽出一組更小的牌形q,剩余的牌組成一個(gè)新的牌形r,則有:
p-q=r
抽出牌形的操作在非特殊說(shuō)明的情況下,是任意的.
可知,對(duì)于順子(ABC),(ABC)=(AB)+(C)=(A)+(BC)=(AC)+(B),即順子可拆成兩面、邊張、嵌張之中的1個(gè)順搭和1張浮牌.
可知,對(duì)于刻子(AAA),(AAA)=(AA)+(A)即刻子可拆成1個(gè)對(duì)子和1張浮牌.
可知,對(duì)于杠子(AAAA),(AAAA)=(AAA)+(A)即杠子可拆成1個(gè)刻子和1張浮牌.
可知,任何的聽(tīng)牌形均可拆成為1向聽(tīng)牌形,因而滿足聽(tīng)牌形,也一定滿足1向聽(tīng)牌形.
定義任意同色牌形p的長(zhǎng)度為L(zhǎng)(p),如牌形p=(1112345678999)中,L(p)=13.
定義任意同色牌形p的牌種類為V(p),如牌形p=(1112345678999)中,V(p)=9.
由麻將規(guī)則可知,1≤V(p)≤9.
定義任意同色牌形p的牌分布數(shù)組成為D(p),如牌形p=(1112345678999)中,D(p)={3,1,1,1,1,1,1,1,3}.
D(p)的元素具有無(wú)序性,因此無(wú)排序要求下,亦有D(p)={3,3,1,1,1,1,1,1,1}
由麻將規(guī)則可知,n個(gè)元素≥3,p可存在n個(gè)刻子.n個(gè)元素=4,p可存在n個(gè)杠子.
證明過(guò)程:
引理1:一副同色牌如果有7種以上的牌,至少有1個(gè)順子。
證明:
已知7≤S(a)≤9.可知,從(123)、(456)、(789)中,缺失任何2種牌,最多只能減少2個(gè)順子,一定還剩余1個(gè)順子.因此得證.
另外,設(shè)牌形a=(ABCDEFG),且1≤A<B<C<D<E<F<G≤9.則G-A≤8.
假設(shè)不存在順子,則設(shè)命題a:B-A≥2,b:C-B≥2,c:D-C≥2,d:E-D≥2,e:F-E≥2,f:G-F≥2.由題意,利用邏輯代數(shù)知識(shí)可得
(a+b)(b+c)(c+d)(d+e)(e+f)=1
化簡(jiǎn)得ace+acdf+bce+bde+bdf=1.
表明最少會(huì)有3個(gè)命題為真,于是得
(G-D)+(D-F)+(F-E)+(E-D)+(D-C)+(C-B)+(B-A)=G-A≥1×(6-3)+2×3=9.
與已知條件矛盾,因此假設(shè)不成立.則一定至少有1個(gè)順子.
綜上所述,引理1成立.
引理2:13張同色牌至少有1個(gè)面子.
構(gòu)造牌形b,L(b)=13,由麻將規(guī)則可知,4V(b)≥13,得V(b)≥13/4.由于V(b)∈N+,則V(b)≥4.
(13張牌,即一副牌,一定有4種不同的牌.)
則當(dāng):
9≥V(b)≥7,由引理1可知,一定有至少1個(gè)順子.
6≥V(b)≥4,假設(shè)沒(méi)有刻子,則任一種類牌使用張數(shù)≤2.
得到2V(b)≤12<13,不合題意,因此假設(shè)不成立.
故一定有至少1個(gè)刻子.
綜上所述,引理2成立.
引理3:14張同色牌至少有6個(gè)互斥對(duì)子,或者至少有2個(gè)面子.
構(gòu)造牌形c,L(c)=14.由麻將規(guī)則可知,4V(c)≥14,得V(c)≥7/2.由于V(c)∈N+,則V(c)≥4.
即4≤S(c)≤9.
討論:
當(dāng)4≤V(c)≤5時(shí),10≤4+2[V(c)-1]≤12<14,即至少有1個(gè)刻子+1個(gè)杠子,設(shè)這個(gè)杠子為(AAAA),
∵(AAAA)=(AAA)+(A)
∴c存在2個(gè)刻子.
當(dāng)V(c)=6時(shí),令牌形c=set(c)+res(c),set(c)=(ABCDEF),1≤A<B<C<D<E<F≤9,.即set(c)的每類牌的分布數(shù)集合為{1,1,1,1,1,1},
(意思是牌形c中抽出每種牌各一張組成新牌形set(c),剩余的牌形組成res(c))
∵L(res(c))=8>S(res(c))=6
∴由鴿巢原理,D(res(c))中,至少有1個(gè)元素為2.
當(dāng)元素最大值為2時(shí),D(res(c))={2,2,1,1,1,1},即D(c)={3,3,2,2,2,2},可知c存在6個(gè)對(duì)子,另外,c也存在2個(gè)刻子.
當(dāng)元素最大值為3時(shí),討論:
D(res(c))={3,1,1,1,1,1},即D(c)={4,2,2,2,2,2},可知c存在6個(gè)對(duì)子.
D(res(c))中,至少有2個(gè)元素為2,即D(c)至少有2個(gè)元素為3,可知c存在2個(gè)刻子.
當(dāng)V(c)=7時(shí),令牌形c=set(c)+res(c),set(c)=(ABCDEFG),1≤A<B<C<D<E<F<G≤9.即set(c)的每類牌的分布數(shù)集合為{1,1,1,1,1,1,1},
由引理1可知,set(c)至少有1個(gè)順子.
設(shè)res(c)對(duì)子數(shù)為x,則
當(dāng)x=0時(shí),S(res(c))=7,D(res(c))={1,1,1,1,1,1,1},且res(c)=set(c).
即D(c)={2,2,2,2,2,2,2},可知c存在7個(gè)對(duì)子.另外,res(c)也存在1個(gè)順子,即c存在2個(gè)順子.
(從麻將牌理來(lái)說(shuō),這屬于“七對(duì)子”胡牌)
當(dāng)x=1時(shí),討論:
當(dāng)S(res(c))=6時(shí),D(res(c))={2,1,1,1,1,1,0},D(c)={3,2,2,2,2,2,1},可知c存在6個(gè)對(duì)子.
當(dāng)S(res(c))=5時(shí),D(res(c))={3,1,1,1,1,0,0},可知res(c)存在1個(gè)刻子,即c有1個(gè)順子和1個(gè)刻子.
當(dāng)x≥2時(shí),即D(res(c))中至少有2個(gè)元素為2,則D(c)至少有2個(gè)元素為3,可知c存在2個(gè)刻子.
當(dāng)8≤V(b)≤9時(shí),可知,從(123)、(456)、(789)中,缺失任何1種牌,最多只能減少1個(gè)順子,一定還剩余2個(gè)順子.因此得證.
綜上所述,引理3得證.
引理4:4張同色牌至少有1個(gè)搭子。
構(gòu)造牌形d=(ABCD),且1≤A≤B≤C≤D≤9,則得D-A≤8.
假設(shè)有1個(gè)對(duì)子,那么滿足A=B或B=C或C=D.
假設(shè)沒(méi)有對(duì)子,得1≤A<B<C<D≤9.在這種情況下,假設(shè)沒(méi)有順搭,則有
B-A≥3,C-B≥3,D-C≥3.
三式相加得(D-C)+(C-B)+(B-A)=D-A≥9,不合題意,因此假設(shè)不成立,故一定有至少1個(gè)順搭.
綜上所述,引理4得證.
引理5:6張同色牌至少有2個(gè)搭子。
構(gòu)造牌形f=(ABCDEF),可知B包含A.且1≤A≤B≤C≤D≤E≤F≤9,
假設(shè)有1個(gè)對(duì)子,則滿足A=B或B=C或C=D或D=E或E=F,設(shè)這個(gè)對(duì)子為牌形g,L(f-g)=4,
由引理4,可知f-g至少有1個(gè)搭子.即滿足牌形f有2個(gè)搭子.
假設(shè)沒(méi)有對(duì)子,則得1≤A<B<C<D<E<F≤9.
∵F-A=(F-E)+(E-D)+(D-C)+(C-B)+(B-A)≥1+1+1+1+1=5
又∵由鴿巢原理,1+1+1>8-3×2
∴F-E,E-D,D-C,C-B,B-A中,最多有1個(gè)=3,至少有4個(gè)≤2.
則牌形f存在3個(gè)順搭.或者1個(gè)順子+1個(gè)順搭,設(shè)順子為(HIJ),J-I=1,I-H=1.
∵(HIJ)=(HI)+(J)=(H)+(IJ)=(HJ)+(I)
∴f存在2個(gè)順搭.
綜上所述,引理5得證.
證明:14張同花色牌切出1張牌后,這副牌一定可進(jìn)入1向聽(tīng)及以內(nèi).
解:由引理3可知,14張同花色牌必然存在6個(gè)對(duì)子,或者2個(gè)面子.如果存在6個(gè)對(duì)子,將一定滿足七對(duì)子一向聽(tīng)形.
剩余2張牌,可切其中1張牌。
如果存在2個(gè)面子,剩余8張牌,設(shè)為牌形h,L(h)=8.
由題意,h沒(méi)有面子,由引理1,V(h)≠8,V(h)≠7.
當(dāng)V(h)≤6時(shí),L(h)=8≥V(h),由鴿籠定理,D(h)中,至少有1個(gè)元素為2,即V(h)存在1個(gè)對(duì)子.
設(shè)這個(gè)對(duì)子為i,設(shè)j=h-i,L(j)=6,由引理5,至少存在2個(gè)搭子,則滿足一向聽(tīng)雙搭子形.
剩余1張牌,可切其中1張牌。
如果存在3個(gè)面子.剩余5張牌,由引理4,剩余5張牌必然也有1個(gè)搭子,則滿足一向聽(tīng)無(wú)雀頭形或一向聽(tīng)雙靠張形.
剩余3張牌,可切其中1張牌。
證畢。
應(yīng)用:如果一家正在染手,而且染牌溢出,是可以認(rèn)定其1向聽(tīng)或者聽(tīng)牌的。
此時(shí)要做好防守的準(zhǔn)備。
參考文獻(xiàn):
[1]日本 麻雀の數(shù)學(xué) 網(wǎng)站
[2]Sanjiang Li、Xueqing Yan. Let's Play Mahjong! ArXiv:1903.03294 , 2019