春节在眼前，独乐乐不如众乐乐。如果要选择一种声音代表新春佳节的团聚，除了噼里啪啦的鞭炮、杯盏相碰的清脆，一句“三缺一”和麻将桌上哗啦啦的搓麻声必定占有一席之地。麻将在不同段位的玩家眼中代表着不同维度的世界。入门级小白只专注于面前的牌，久经沙场的老手更有大局观，心中装着整个牌桌的乾坤。而在一名理科生眼中，麻将是一场概率游戏和策略博弈。19世纪的麻将牌长这样（图源：Wiki）还真有数学家发表了关于“麻将数学”的研究论文，不仅编写程序计算胡牌的概率，更是致力于开发AI打麻将的技能。当然，机器人怎么打麻将倒是后话了，对于各位玩家而言，这些研究最大的价值在于能给麻将桌上的牌局以“专业”的理论指导。故事还要从清一色讲起。先补充点背景知识。标准麻将牌包含“筒”、“条”、“万”、“风”和“箭”五套花色，每种牌有4张是相同的。4名玩家初始摸得13张牌，之后按照逆时针摸一张牌再打出一张牌，直到他摸到最后一张牌，14张牌可以凑成23333的排列组合，即为胡牌。从上到下分别为“筒”、“条”、“万”（图源：Wiki）用公式表示就是m*AAA+n*ABC+DD m，n可以为0如果最终胡牌的牌面为同一花色，就叫清一色。一个叫李志光的数学家发现了一种有趣的牌形。好牌（图源：Mathematical aspects of the combinatorial game “Mahjong”） 仔细看，你会发现下一张只要摸到的也是筒，不管是一筒到九筒中的哪一张，都可以胡牌。这牌，只要一推倒，众人定有不明觉厉之感。这样的牌形叫“九门”（Nine Gate）, 李志光随后联想到，类似的“八门”、“七门”、“六门”……都有什么样的牌形，哪种出现的概率更高？ 至此开始，一个娱乐问题成功上升为科研课题，行话叫“k门问题”。用数学符号代表刚才的牌形，那就是X1X1X1X2X3X4X5X6X7X8X9X9计算概率，大体的思路就是尝试所有Xi的组合，然后检验每种组合是否符合k门的要求。这样的重复性运算，交给Python程序就够了。一段源代码截图 网址链接：https://cklixx.people.wm.edu/mathlib/Mahjong.py结果是这样的。“九门”的组合有且仅有一种，它出现的概率为0.000113；八门有16种；一门的组合则有14067种，出现的概率是0.148。k门问题只是个开始，发现能用数学方法研究麻将，另一个团队也跃跃欲试。他们关注到的问题是——如何判断距离胡牌还差几张牌？研究结果整理为论文《来玩麻将啊！》（Let’s play Mahjong!）都是科研论文，这篇的画风就很可爱这个问题很实用了，理解了其中奥义，你也能拥有牌局的大局观。来看看他们是怎么算的。首先需要用数学语言定义每一种牌形。他们选择了一对数字（c, n），c表示花色，0为条、1为万，2为筒；n表示具体的数字。比如（0, 3）就是三条，（1, 5）就是五万。（2,7）和（2,5） 图源：flicker 接下来设置一段数列V，即14个（c，n）的集合，用来表示完整的牌面。这时你就可以用逻辑语言定义出胡牌（complete）的条件。最后一步是设计一个变量，定量地表示牌面的好坏。研究者引入了“缺牌数”的定义，也就是距离运算到胡牌状态，还差几张牌。接下来的运算结果请收好，这是一份科学的打牌秘籍。基础版——清一色
