如何计算德州扑克各牌型概率
1 问题定义
要研究一个问题,首先得给出这个问题的明确定义。本篇文章讨论的是对于个人来说单局游戏拿到各牌型的概率,这个问题可以简化为从牌组中随机抽取 7 张牌,抽出的牌不考虑顺序,求抽出的牌组成各牌型的概率。另外本文假定读者知晓德州扑克牌型的构造规则。
扑克牌有 4 种花色,13 种点数,共 52 张牌。设样本空间为 ,表示所有可能的抽取结果。令事件 表示抽出的牌型为皇家同花顺, 表示同花顺, 表示四条, 表示葫芦, 表示同花, 表示顺子, 表示三条, 表示两对, 表示对子, 表示高牌。
从而可以通过计算各事件集合的大小来计算概率,比如拿到皇家同花顺的概率为 。
2 计算
计算德州扑克各牌型概率最简单的方法其实是用计算机模拟,因为有一些牌型的需要分很多种情况讨论,使用理论计算十分复杂,比如顺子,所以本文对于一些计算十分复杂的牌型会简述计算思路,然后直接给出结果。
2.1 样本空间
从 52 张牌中无序地选择 7 张。
2.2 皇家同花顺
组成皇家同花顺的 5 张牌有 4 种可能,分别为 4 种花色的 A K Q J 10,另外 2 张牌可从余下的 47 张牌中任意选择。
2.3 同花顺
如果抽出的 7 张牌可以组成同花顺,那么其中至少有 5 张牌的花色相同且点数相连,所以可以划分为以下 3 种情况:
- 恰有 5 张牌同花色且点数相连。
- 恰有 6 张牌同花色且点数相连。
- 恰有 7 张牌同花色且点数相连。
情况 1:这 5 张牌的花色有 4 种可能,组成顺子的点数序列有 10 种可能(从 A 2 3 4 5 到 10 J Q K A),还有 2 张牌要在余下的 47 张牌中选取。但是组成顺子的 10 种可能中,有 2 种会使 1 张牌不可选,另外 8 种会使 2 张牌不可选,比如 A 2 3 4 5 不能再选择相同花色的 6,因为会导致有 6 张牌同花且点数相连。所以组成顺子的 10 种可能中,有 2 种只能在 46 张牌中选择另外 2 张,有 8 种只能在 45 张牌中选择另外 2 张。
情况 2:同理可知,这 6 张牌的花色有 4 种可能,组成顺子的点数序列有 9 种可能,有 2 种只能在 45 张牌中选择另外 1 张,有 7 种只能在 44 张牌中选择另外 1 张。
情况 3:这 7 张牌的花色有 4 种可能,组成顺子的点数序列有 8 种可能。
在这 3 种情况中还包含了皇家同花顺的可能,所以
2.4 四条
组成四条的 4 张牌有 13 种可能,另外 3 张牌可在余下的 48 张牌中任意选择。
2.5 葫芦
令事件 表示抽出的 7 张牌中点数相同的个数分别为 ,,比如 A A A 2 2 2 3 属于 。
葫芦牌型可分为 、、 这 3 种情况。
:个数为 3 的点数可从 13 种点数中选择 2 种,每种点数分别需要从 4 种花色中选择 3 种;因为已经选择了 2 种点数,个数为 1 的点数只能从余下的 11 种点数中选择,还需要从 4 种花色中选择 1 种。
:同理可知,个数为 3 的点数需要从 13 种点数中选择 1 种,从 4 种花色中选择 3 种;点数个数为 2 的数只能从余下的 12 种点数中选择 2 种,从 4 种花色中选择 2 种。
:同理可知,点数个数为 3 的点数有 13 种可能,需要从 4 种花色中选择 3 种;点数个数为 2 的点数只有余下的 12 种可能,需要从 4 种花色中选择 2 种;点数个数为 1 的点数需要从余下的 11 种点数中选择 2 种,每种点数分别需要从 4 种花色中选择 1 种。
从而有
2.6 同花
如果抽出的 7 张牌可以组成同花牌型,那么其中至少有 5 张花色相同,所以可以划分为以下 3 种情况:
- 恰有 5 张牌同花色。
- 恰有 6 张牌同花色。
- 恰有 7 张牌同花色。
情况 1:这 5 张牌的花色有 4 种可能,点数不可能重复,所以需要从 13 种点数中选取 5 种;另外 2 张牌可在余下的 3 种花色,共 39 张牌中任意选取。
情况 2:同理可知,这 6 张牌的花色有 4 种可能,点数需要从 13 种中选取 6 种;另外 1 张牌可在余下的 3 种花色,共 39 张牌中任意选取。
情况 3:同理可知,这 7 张牌的花色有 4 种可能,点数需要从 13 种中选取 7 种。
这 3 种情况还包含了同花顺和皇家同花顺的可能,所以
2.7 顺子
令事件 表示抽出的 7 张牌中最多有 i 张牌点数相连,比如 A 2 3 4 5 6 7 属于 ,A 2 3 4 5 6 A 属于 ,A 2 3 4 5 7 7 属于 。
顺子牌型要求抽出的 7 张牌中至少有 5 张牌点数相连,所以可以划分成 这 3 种情况,但在这些情况中还有出现至少 5 张牌花色相同的可能,所以
由于 互斥,所以
计算这些集合的大小需要分很多种情况讨论,所以这里不继续推导,直接给出结果:
2.8 三条
如果抽出的 7 张牌是三条,那么其必是 牌型,但 牌型不一定是三条,因为还可能有顺子或有同花,所以
由容斥原理可知
对于 ,成三条的点数需要从 13 种点数中选择 1 种,还需要从 4 种花色中选择 3 种;点数个数为 1 的点数需要从余下的 12 种点数中选择 4 种,分别需要从 4 种花色中选择 1 种。
对于 ,5 个点数相连有 10 种可能,还需要从选出的 5 种点数中选择 1 种成三条;成三条的点数需要从 4 种花色中选择 3 种,另外 4 张牌分别需要从 4 种花色中选择 1 种。
对于 ,成三条的点数需要从 13 种点数中选择 1 种,还需要从 4 种花色中选择 3 种;点数个数为 1 的点数需要从余下的 12 种点数中选择 4 种,花色只能从成三条的 3 种花色中选择同 1 种。
对于 ,5 个点数相连有 10 种可能,还需要从选出的 5 种点数中选择 1 种成三条;成三条的点数需要从 4 种花色中选择 3 种,另外 4 张牌只能从成三条的 3 种花色中选择同 1 种。
所以
2.9 两对
与三条同理可知 ,且 分别与 、同花和顺子互斥,所以有
由容斥原理可知
易得
所以
2.10 对子
对子只可能出现在 牌型中,但 牌型中还可能有同花或顺子,所以
由容斥原理可知
又因为 ,且 之间互斥, 与 互斥,所以
易知
其它集合大小的计算都很麻烦,所以就不继续推导了,直接给出结果:
2.11 高牌
高牌只可能出现在 牌型中,但 牌型还可能有同花或顺子,
又因为 ,所以
易知
其它集合的大小需要分很多情况讨论,这里不再继续推导,直接给出结果:
2.12 概率
3 总结
| 比值 | 概率 | |
|---|---|---|
| 皇家同花顺 | 1/30940 | 0.00323% |
| 同花顺 | 81/290836 | 0.02785% |
| 四条 | 1/595 | 0.16807% |
| 葫芦 | 726/27965 | 2.59610% |
| 同花 | 1011911/3344614 | 3.02549% |
| 顺子 | 44143/955604 | 4.61938% |
| 三条 | 14047/290836 | 4.82987% |
| 两对 | 785835/3344614 | 23.49554% |
| 对子 | 4455/10166 | 43.82254% |
| 高牌 | 166389/955604 | 17.41192% |