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C++简单五子棋的AI设计实现

2020-05-23 13:26:09
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供稿:网友

本文实例为大家分享了C++五子棋的AI设计实现代码,供大家参考,具体内容如下

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

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持VEVB武林网。


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