今天是第二部分：玩家和AI
玩家主要是实现悔棋的功能
AI主要是搜索、最大最小算法，枝剪算法
1、每一步落子的步骤，为了可以悔棋
typedef struct ReversiStep
{
ReversiBitBoard m_LastMap;
ReversiStep& operator= (const ReversiStep& temp)
{
m_LastMap = temp.m_LastMap;
return *this;
}
}ReversiStep;
这里直接记录落子之前的棋盘状态（这一步轮到谁落子已经记录在ReversiBitBoard里面），悔棋的时候就是恢复棋盘状态到这个人落子之前的状态，然后仍然由该玩家重新落子。
落子的时候，填一下ReversiStep，存入链表，悔棋的时候，从链表尾退出一个节点，并将棋盘状态恢复为这个尾节点的状态，即实现了悔棋。
一盘棋总共60步下满，这里用了一个对象池，一次性申请好60步所需内存，这样避免在频繁的落子悔棋的过程中，频繁的申请内存。
悔棋其实很简单，很好实现，下面是关键：AI怎么做。
2、AI
关于黑白棋的AI，据本人了解，大致是分两大种：
第一种：是模板实现的（不是C++的模板啊），是棋局的模板。
简单来说，就是对大量的棋局，棋谱，进行分析。找出，下哪一个位置，形成一个什么样的局面，是优势，还是劣势。然后给不同的局面打个分数。
AI下棋的时候，分别看下每个位置，能形成模板库里面的哪一种局面，得到什么样的分数，来判断这一步是好棋，还是坏棋，要不要落在这个位置上。
（当然，笔者手上就没有这大量的可供分析的棋谱去研究了，这里最终也没有采用这种方法）
第二种：就是实时分析的。
也就是每一步落子之前，现场搜索一下，看本方可以有哪些位置可以落子的。然后，不同的位置是优势还是劣势，可以得多少分；
分别落在这些位置之后，对方接着可以落子在哪些位置上，对方分别可以得多少分，
然后循环反复，搜索到后面的若干步。
然后综合评估一下看当前落子什么位置最好，可以让本方获得的优势尽可能的大，对方获得的优势尽可能的小。
这里就涉及到一个估值函数的问题：怎么样算优势，怎么样算劣势？
估值表：
对棋盘的64个位置按经验做一下估值，初步判断一下哪些位置要抢占的，哪些位置是要诱使（或者逼迫）对方占领，即对方除了下这个点，别无选择
比如上图：
像1A这个位置，如果你占了之后，对方是如论如何也不能把这个位置翻转掉的（下面会提到这样的位置叫确定子），所以如果你能占这个位置，这个位置就肯定就是你的了，不会被吃掉，所以要尽可能的占像1A这样的4个角的位置。
像1B，2A，2B，这样的位置，如果你占了之后，对方就能很容易的占角，所以要尽量避免占这样的位置（这样的位置有12个）。除非迫不得已无子可下，没有其他更好的位置了。
按照这样的经验，我们给如上的棋盘设定一个估值表，不同的位置有不同的值，4个角深绿色表示的位置，得分是最高的（这里给的是0x01000000），像1B，2A，2B这样的红色表示的位置，得分就是最低的（这里给的是0x00000001）。如下表：
const int g_Weight[REVERSI_MAX_ROW][REVERSI_MAX_COLUMN] = {
{0x1 << 24, 0x1, 0x1 << 20, 0x1 << 16,0x1 << 16,0x1 << 20, 0x1, 0x1 << 24},
{0x1, 0x1, 0x1 << 16, 0x1 << 4, 0x1 << 4, 0x1 << 16, 0x1, 0x1 },
{0x1 << 20, 0x1 << 16, 0x1 << 12, 0x1 << 8, 0x1 << 8, 0x1 << 12, 0x1 << 16, 0x1 << 20},
{0x1 << 16, 0x1 << 4, 0x1 << 8, 0, 0, 0x1 << 8, 0x1 << 4, 0x1 << 16},
{0x1 << 16, 0x1 << 4, 0x1 << 8, 0, 0, 0x1 << 8, 0x1 << 4, 0x1 << 16},
{0x1 << 20, 0x1 << 16, 0x1 << 12, 0x1 << 8, 0x1 << 8, 0x1 << 12, 0x1 << 16, 0x1 << 20},
{0x1, 0x1, 0x1 << 16, 0x1 << 4, 0x1 << 4, 0x1 << 16, 0x1, 0x1 },
{0x1 << 24, 0x1, 0x1 << 20, 0x1 << 16,0x1 << 16,0x1 << 20, 0x1, 0x1 << 24}
};
行动力：
也就是说你当前有多少个可以落子的位置。
上面在估值表中说到，要自己抢占有利的位置，并逼迫对方落子到不利的位置上。所以有一个行动力的概念。
（有一句话叫走自己的路，让别人无路可走，就是这个道理。）
为了使自己抢占有利的位置，那么自己的可以落子的位置就要尽可能的多，这样自己才可以选择最有利的那个位置。
（棋盘总共只有60个位置可以落子，你能下得位置尽可能的多了，对方能下的位置就尽可能的少了，这就叫走别人的路。）
要让对方可以落子的位置尽可能的少，这样才能逼迫对方走到不想下这个位置，但是不得不下的位置上去。
（这就叫让别人无路可走。）
当然这里有存在特殊的情况，比如自己这方有3个位置可以落子，但是都是一些不痛不痒的地方，对方只有1个位置可以落子，但是却是占角。
所以行动力要和估值表配合起来使用，简单的方法就是：要让对方的走棋位置，每一步对应的估值表的权值，的总和，尽可能的小，己方的总和尽可能的大。
比如自己这方有3步可以走，分别得分是 5， 10， 15分，对方只有1步可以走，得分是100分。那么肯定优先不考虑这种方案。
确定子：
也有翻译成稳定子的。
黑白棋的规则就是本方俩子之间夹住的对方棋子，可以被翻转。而确定子，就是对方无论如何，不管怎么走棋，都不可能翻转掉的棋子。
显然，4个角就是确定子
再比如下图：
上图中所有白子全部为确定子。
当一方确定子个数达到33个，则必定胜利。
还有各种概念，墙，平衡子，内子，外子，等等，这里就不一一介绍了。有兴趣的可以baidu一下《黑白棋指南》
本文实现的AI就是按照估值表来搜。
但是由于搜素的步数是按指数增长的。本人机器上不会感觉到卡顿的最大步数大约是9步，10步大概就要卡个1，2秒钟了。
所以也不可能每一种情况都搜，要做一些枝剪
对于每一步的搜索：
首先看能不能占角，能占角，当前分支就不继续往下搜了（即使没有搜到最大深度，也不继续了），开始搜上一步的其他可能的落子位置。
（这其实就是一个提前按经验做的枝剪）。
其次就是最大最小搜索算法：
这里假设AI的对手都是最聪明的，会选择最优解，即会选择对AI最不利的选择。
那么：
搜出来的结果集是AI方的结果，那么要选择最终得分最高的那个位置
搜出来的结果集是玩家方的结果，那么要选择最终得分最低的那个位置。
如下图
假设圆形代表的是AI节点，方形代表玩家节点。
对于A2和A3这两种选择，AI显然是选择A2得10分。对于A4和A4这两种选择，AI显然是选择A4得20分。
但是对于B1，B2来说，玩家如果下B2，使得AI可以得20分，下B1，使得AI只能得10分，那么玩家显然是下B1。
所以最终A1这一步，AI只能得10分。这就是最大最小算法。
然后就是α-β枝剪：
现在A2，A3已经选出最大值10，B1的得分是10分。
而对于B1，B2来说是要选最小值，既然B1的得分是10分，则B1，B2之间的最终结果是<=10的。
而A4的得分是20分，对于A4，A5来说是选择最大值得，即A4，A5之间的最终结果是>=20的，说明B2的最终结果是>=20的。
那么这种情况下肯定是选B1了，对于还没有搜索的A5节点来说，已经影响不到最终的选择结果了，所以就可以不用考虑了。
这就是枝剪。
然后得分的计算：
这里每一步的得分，都是相对于AI来说的得分。
AI自己落子某一个位置，得一个正分，之后对手落子某一个位置，所得的分数对于AI来说就是一个负分（即玩家取得的优势，对于AI来说就是劣势）。
对于已经搜到最大深度的节点来说，它的得分就是这个位置的本身得分（因为后面已经不搜了）。
而对于中途节点来说，它的得分应该是这个位置的本身得分，加上下一步对方的选择结果的得分。这里不能只以最后一步的结果逆推的。
举个例子：
如上图的左右两种情况。
假设圆形代表的是AI节点，方形代表玩家节点。
其中分值表示的是节点自身落子该位置所获得的在估值表中的得分。玩家节点取负分。
如果只是用最深层的节点的得分，来计算最上层的节点的得分，那么按照上面最大最小算法，AI最后的得分：左边是10分，右边是5分。那么AI选择左边的10分这种情况。
但是却造成了中间过程中，玩家可以得到50分的这样一个相对来说是比较好的分值。
而AI应该不让玩家取得这样一个比较好的优势。
所以要综合前后对方的落子位置以及得分来考虑最终得分：
AI最后的得分：左边是-30分，右边是-15分。最终选择为右边，而不是左边。
好了，基本的AI就这些。虽然只是一个很简单的AI，下赢笔者是比较轻松的了。
下面给出具体的代码
ReversiPlayer.h
#ifndef _ReversiPlayer_h_
#define _ReversiPlayer_h_
#include "TBDLinkList.h"
#include "TObjectPool.h"
#include "ReversiCommon.h"
#include "ReversiBitBoard.h"
typedef struct ReversiStep
{
ReversiBitBoard m_LastMap;
ReversiStep& operator= (const ReversiStep& temp)
{
m_LastMap = temp.m_LastMap;
return *this;
}
}ReversiStep;
class ReversiPlayer
{
public:
void Init(EnumReversiPiecesType type);
void Play(ReversiBitBoard& reversi, char row_y, char column_x);
void Cancel(ReversiBitBoard& reversi);
EnumReversiPiecesType GetPlayerType();
private:
void AddReversiStep(ReversiBitBoard& reversi);
EnumReversiPiecesType m_PlayerType;
TBDLinkList<ReversiStep> m_ReversiStepList;
TObjectPool<TBDLinker<ReversiStep>> m_ReversiStepPool;
};
#endif
ReversiPlayer.cpp
#include "ReversiPlayer.h"
void ReversiPlayer::Init(EnumReversiPiecesType type)
{
m_PlayerType = type;
m_ReversiStepList.Init(enum_DisableLock);
m_ReversiStepPool.Init(REVERSI_MAX_ROW * REVERSI_MAX_COLUMN,
0,
enum_DisableLock_ObjPool,
enum_DisableAssign_ObjPool);
}
void ReversiPlayer::Play(ReversiBitBoard& reversi, char row_y, char column_x)
{
AddReversiStep(reversi);
reversi.SetPieces(m_PlayerType, row_y, column_x);
reversi.DoReversi(m_PlayerType, row_y, column_x);
reversi.SwapPlayer();
}
EnumReversiPiecesType ReversiPlayer::GetPlayerType()
{
return m_PlayerType;
}
void ReversiPlayer::AddReversiStep(ReversiBitBoard& reversi)
{
TBDLinker<ReversiStep> *pLinker = m_ReversiStepPool.Malloc();
if (NULL != pLinker)
{
pLinker->m_Value.m_LastMap = reversi;
pLinker->m_pLinkList = NULL;
m_ReversiStepList.PushTail(pLinker);
}
}
void ReversiPlayer::Cancel(ReversiBitBoard& reversi)
{
TBDLinker<ReversiStep> *pLinker = m_ReversiStepList.PopTail();
if (NULL != pLinker)
{
reversi = pLinker->m_Value.m_LastMap;
m_ReversiStepPool.Free(pLinker);
}
}
ReversiAI.h
#ifndef _ReversiAI_h_
#define _ReversiAI_h_
#include "TObjectPool.h"
#include "tool.h"
#include "ReversiCommon.h"
#include "ReversiPoint.h"
#include "ReversiBitBoard.h"
const int MAX_DEPTH = 9;
const int MAX_WEIGHT = MY_MAX_INT;
const int MIN_WEIGHT = MY_MIN_INT;
typedef struct ReversiAIRecord
{
EnumReversiPiecesType m_type; // 当前落子方
ReversiPoint m_point; // 当前落子方的落子位置
ReversiBitBoard m_resultboard; // 当前落子方的落子结果（棋盘状态）
int m_weight; // 当前落子方的落子权值
// 若为玩家，权值为负，若为AI，权值为正
void SetRecord(EnumReversiPiecesType type,
char row_y, char column_x,
ReversiBitBoard& lastboard);
}ReversiAIRecord;
class ReversiAI
{
public:
void Init(EnumReversiPiecesType type);
void Play(ReversiBitBoard& reversi);
EnumReversiPiecesType GetPlayerType();
private:
int Find(ReversiBitBoard& lastReversi,
int lastWeight,
int lastDepth,
EnumReversiPiecesType lastType);
EnumReversiPiecesType m_AIType;
TObjectPool<ReversiAIRecord> m_ReversiAIRecordPool;
};
#endif
ReversiAI.cpp
#include "ReversiAI.h"
void ReversiAIRecord::SetRecord(EnumReversiPiecesType type,
char row_y, char column_x,
ReversiBitBoard& lastboard)
{
m_type = type;
m_point.m_row_y = row_y;
m_point.m_column_x = column_x;
m_resultboard = lastboard;
m_resultboard.SetPieces(m_type, m_point.m_row_y, m_point.m_column_x);
m_resultboard.DoReversi(m_type, m_point.m_row_y, m_point.m_column_x);
m_weight = 0;
}
void ReversiAI::Init(EnumReversiPiecesType type)
{
m_AIType = type;
m_ReversiAIRecordPool.Init(100, 100,
enum_DisableLock_ObjPool,
enum_DisableAssign_ObjPool);
}
void ReversiAI::Play(ReversiBitBoard& reversi)
{
int currWeight = MIN_WEIGHT;
ReversiPoint currPoint = {-1, -1};
int i = 0;
for (; i < 4; i++)
{
if (reversi.CanPlay(m_AIType, g_WeightOrder[i][0], g_WeightOrder[i][1]))
{
currPoint.m_row_y = g_WeightOrder[i][0];
currPoint.m_column_x = g_WeightOrder[i][1];
break;
}
}
if (!currPoint.IsValid())
{
for (; i < REVERSI_MAX_ROW * REVERSI_MAX_COLUMN - 4; i++)
{
if (reversi.CanPlay(m_AIType, g_WeightOrder[i][0], g_WeightOrder[i][1]))
{
ReversiAIRecord *currRecord = m_ReversiAIRecordPool.Malloc();
if (NULL != currRecord)
{
currRecord->SetRecord(m_AIType,
g_WeightOrder[i][0], g_WeightOrder[i][1],
reversi);
int weight1 = g_Weight[g_WeightOrder[i][0]][g_WeightOrder[i][1]];
int weight2 = Find(currRecord->m_resultboard, currWeight, 1, m_AIType);
currRecord->m_weight = weight1 + weight2;
if (currRecord->m_weight > currWeight)
{
currWeight = currRecord->m_weight;
currPoint = currRecord->m_point;
}
else if (currRecord->m_weight == currWeight)
{
if (!currPoint.IsValid())
{
currWeight = currRecord->m_weight;
currPoint = currRecord->m_point;
}
}
m_ReversiAIRecordPool.Free(currRecord);
}
}
}
}
if (currPoint.IsValid())
{
reversi.SetPieces(m_AIType, currPoint.m_row_y, currPoint.m_column_x);
reversi.DoReversi(m_AIType, currPoint.m_row_y, currPoint.m_column_x);
}
reversi.SwapPlayer();
}
int ReversiAI::Find(ReversiBitBoard& lastReversi,
int lastWeight, int lastDepth, EnumReversiPiecesType lastType)
{
EnumReversiPiecesType currType = SwapType(lastType);
int currDepth = lastDepth + 1;
int currWeight = 0;
if (currType == m_AIType)
{
currWeight = MIN_WEIGHT;
}
else
{
currWeight = MAX_WEIGHT;
}
int i = 0;
for (; i < 4; i++)
{
if (lastReversi.CanPlay(currType, g_WeightOrder[i][0], g_WeightOrder[i][1]))
{
if (currType == m_AIType)
{
return g_Weight[g_WeightOrder[i][0]][g_WeightOrder[i][1]];
}
else
{
return -g_Weight[g_WeightOrder[i][0]][g_WeightOrder[i][1]];
}
}
}
for (; i < REVERSI_MAX_ROW * REVERSI_MAX_COLUMN - 4; i++)
{
if (lastReversi.CanPlay(currType, g_WeightOrder[i][0], g_WeightOrder[i][1]))
{
ReversiAIRecord *currRecord = m_ReversiAIRecordPool.Malloc();
if (NULL != currRecord)
{
currRecord->SetRecord(currType,
g_WeightOrder[i][0], g_WeightOrder[i][1],
lastReversi);
int weight1 = 0;
int weight2 = 0;
if (currType == m_AIType)
{
weight1 = g_Weight[g_WeightOrder[i][0]][g_WeightOrder[i][1]];
}
else
{
weight1 = -g_Weight[g_WeightOrder[i][0]][g_WeightOrder[i][1]];
}
if (currDepth == MAX_DEPTH)
{
weight2 = 0;
}
else
{
weight2 = Find(currRecord->m_resultboard, currWeight, currDepth, currType);
}
currRecord->m_weight = weight1 + weight2;
if (currType == m_AIType)
{
if (currRecord->m_weight > currWeight)
{
currWeight = currRecord->m_weight;
if (currRecord->m_weight > lastWeight)
{
m_ReversiAIRecordPool.Free(currRecord);
break;
}
}
}
else
{
if (currRecord->m_weight < currWeight)
{
currWeight = currRecord->m_weight;
if (currRecord->m_weight < lastWeight)
{
m_ReversiAIRecordPool.Free(currRecord);
break;
}
}
}
m_ReversiAIRecordPool.Free(currRecord);
}
}
}
return currWeight;
}
EnumReversiPiecesType ReversiAI::GetPlayerType()
{
return m_AIType;
}
游戏开发（三）——WIN32 黑白棋（二）——AI