C++五子棋的AI设计实现 C++简单五子棋的AI设计实现
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设计思路：通过接口获取信息来确定颜色，通过set_chess函数来确定落点。
- 对每个点位给出两种颜色棋子的打分，分别存在两个15*15的数组里，数组下标代表点的位置。
- 确定最大值所在数组之后，遍历该数组找出所有最大值对应的位置，然后对这些位置统计另一种颜色的棋子的分数，再选取一次最大值，从而确定要落点的位置。
- 打分函数的设计：在四个方向分别统计然后相加。对于某一个方向的分数统计，则分为正反两个方向进行，统计的时候如果有连成5个则直接返回一个最大值（最高分）。其他情况则按不同情况设置不同的权重，触发结束某一个方向上的统计的事件如下：遇到异色棋子；空白格子超过两个；遇到棋盘边界。其中遇到异色棋子和棋盘边界均视为一边被堵死，相比空白来说适当减分，而1个空白相比于完全连续则应再适当减分，最后取10的次幂，以保证不同情况的优先级，即不至于出现因为下到位置A可以形成4个活2而放弃下可以形成1个活4的位置B。
具体代码如下：
#pragma once
#ifndef AI_H
#define AI_H
#include "renju.h"
#include <vector>
#include <math.h>
class Ai
{
public:
Ai(chessboard &bd, state hm)
{
ms.set_color(hm);
this->p_bd = &bd;
}
chess set_chess();
private:
int evaluate(position pos, state color, position (*pf)(position ,bool ));//给出落子位置和方向移动函数，返回该落子位置在该方向上的评分
int point(position pos, state color);//给出一个落子位置，返回该落子的得分
void whole_points(int points[][15], state color );//给定颜色 ，记录该颜色棋子下在每一处的得分
int best_posits(const int points[][15], position p_s[], int& count); //给出分数数组，找出最大值对应的位置（可能不止一个），返回分数最大值
chess ms;
const chessboard *p_bd;
};
//确定落子
chess Ai:: set_chess()
{
int points_b[15][15]; //记录黑棋各落点分数
int points_w[15][15]; //记录白棋各落点分数
position best_b[20]; //记录黑棋最大分数对应的落点位置
position best_w[20]; //记录白棋最大分数对应的落点位置
int s_black = 0, s_white = 0; //记录黑白棋分别的最大分数值
int count_b = 0,count_w = 0; //记录黑白棋最大分数对应的落点位置个数
whole_points(points_b, black);
whole_points(points_w, white);
s_white = best_posits(points_w, best_w,count_w);
s_black = best_posits(points_b, best_b,count_b);
if( s_black > s_white ) //黑棋最高分高过白棋，在黑棋最高分对应的位置中选出白棋分数最大的位置落子
{
sb: int a[20];
for(int i = 0;i < count_b;i++)
{
a[i] = point(best_b[i],white);
}
int max_w = MAX(a, count_b);
for(int i = 0;i < count_b;i++)
{
if(a[i] == max_w)
{
ms.set_point(best_b[i]);
return ms;
}
}
}
if( s_black < s_white ) //白棋最高分高过黑棋，在白棋最高分对应的位置中选出黑棋分数最大的位置落子
{
sw: int a[20];
for(int i = 0;i < count_w;i++)
{
a[i] = point(best_w[i],black);
}
int max_b = MAX(a, count_b);
for(int i = 0;i < count_w;i++)
{
if(a[i] == max_b)
{
ms.set_point(best_w[i]);
return ms;
}
}
}
if( s_black == s_white )
{
if(ms.get_color() == white)
goto sw;
if(ms.get_color() == black)
goto sb;
}
}
//给出分数数组，找出最大值对应的位置（可能不止一个），返回分数最大值
int Ai::best_posits(const int points[][15], position p_s[], int& count)
{
int max_row[15];
int max_all;
for(int i = 0;i < 15;i++)
max_row[i] = MAX(points[i],15);
max_all = MAX(max_row,15);
cout<<"maxall"<<max_all;
count = 0;
for(int i = 0;i < 15;i++)
{
for(int j =0;j < 15;j++)
{
if(points[i][j] == max_all)
{
position x(i,j);
p_s[count] = x;
count++;
}
}
}
return max_all;
}
//给定颜色 ，记录该颜色棋子下在每一处的得分
void Ai::whole_points(int points[][15], state color )
{
for( int i =0;i < 15;i++)
{
for(int j = 0;j < 15;j++)
{
position temp(i,j);
points[i][j] = point(temp,color);
}
}
}
//位置函数，用于上下移动棋子并判断是否越界
position up(position pos,bool dir)
{
position r;
if(dir)
{
while(pos.y > 0)
{
r.x = pos.x;
r.y = pos.y - 1;
return r;
}
throw 0;
}
else
{
while(pos.y < 14)
{
r.x = pos.x;
r.y = pos.y + 1;
return r;
}
throw 0;
}
}
//位置函数，用于左右移动棋子并判断是否越界
position left(position pos,bool dir)
{
position r;
if(dir)
{
while(pos.x > 0)
{
r.x = pos.x - 1;
r.y = pos.y;
return r;
}
throw 0;
}
else
{
while(pos.x < 14)
{
r.x = pos.x + 1;
r.y = pos.y;
return r;
}
throw 0;
}
}
//位置函数，用于左上右下移动棋子并判断是否越界
position left_up(position pos,bool dir)
{
position r;
if(dir)
{
while(pos.x > 0 && pos.y > 0)
{
r.x = pos.x - 1;
r.y = pos.y - 1;
return r;
}
throw 0;
}
else
{
while(pos.x < 14 && pos.y < 14)
{
r.x = pos.x + 1;
r.y = pos.y + 1;
return r;
}
throw 0;
}
}
//位置函数，用于右上左下移动棋子并判断是否越界
position right_up(position pos,bool dir)
{
position r;
if(dir)
{
while(pos.x < 14 && pos.y > 0)
{
r.x = pos.x + 1;
r.y = pos.y - 1;
return r;
}
throw 0;
}
else
{
while(pos.x > 0 && pos.y < 14)
{
r.x = pos.x - 1;
r.y = pos.y + 1;
return r;
}
throw 0;
}
}
int Ai::evaluate(position pos, state color, position (*pf)(position ,bool ))
{
int sum = 0;
position p_i = pos;
int count = 0,mc = 1;
bool flag = true;
int c_blank = 0;
state judge_t;
try
{
do
{
p_i = pf(p_i, flag);
judge_t = p_bd -> viewboard(p_i);
if(judge_t == color)
{
if(c_blank == 1)
{
count += 1;
}
else
{
mc++;
if(mc == 5)
return 100000000000;
count += 2;
}
}
else
{
if(judge_t == blank)
{
if(c_blank >= 1)
flag = false;
else
{
c_blank++;
}
}
else
{
count-=2;
flag = false;
}
}
}while(flag);
}
catch(int key)
{
flag = false;
if(c_blank == 0)count-=2;
}
p_i = pos;
int b_blank = 0;//记录另一半的空白格子
try
{
do
{
p_i = pf(p_i, flag);
judge_t = p_bd -> viewboard(p_i);
if(judge_t == color)
{
if(b_blank == 1)
{
count += 1;
}
else
{
if(c_blank == 0 && b_blank == 0)
mc++;
if(mc == 5)
return 100000000000;
count += 2;
}
}
else
{
if(judge_t == blank)
{
if(b_blank >= 1)
flag = true;
else
{
b_blank++;
}
}
else
{
count-=2;
flag = true;
}
}
}while(!flag);
}
catch(int key)
{
if(b_blank == 0)count-=2;
return pow(10,count);
}
return pow(10,count);
}
//给出一个落子位置，返回该落子的得分
int Ai::point(position pos, state color)
{
if(p_bd -> viewboard(pos) != blank)
{
return 0;
}
position (*p_f)(position,bool) = NULL;
int sum = 0;
p_f = up;
sum += evaluate(pos, color, p_f);
p_f = left;
sum += evaluate(pos, color, p_f);
p_f = left_up;
sum += evaluate(pos, color, p_f);
p_f = right_up;
sum += evaluate(pos, color, p_f);
return sum;
}
#endif
其中所需要的头文件在上一篇文章中有提到：C++语言设计实现五子棋
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