原文大神是用html5+js写的关于象棋AI的博客,里面重点讲了棋子的着法,自己设计的评估函数和简单的Minmax理论,没有具体的讲搜索算法,本文是对原文的学习和分析补充
一,棋子的着法
com.bylaw ={} 首先创建一个数组,用于存储该棋子处于某一点时所能走到着点
(1)车:
com.bylaw.c = function (x,y,map,my){ var d=[]; //左侧检索 若存在棋子且颜色不同则push过去并结束循环,否则一步步push <span style="color:#ff0000;"> </span> for (var i=x-1; i>= 0; i--){ if (map[y][i]) { if (com.mans[map[y][i]].my!=my) d.push([i,y]); break }else{ d.push([i,y]) } } //右侧检索 for (var i=x+1; i <= 8; i++){ if (map[y][i]) { if (com.mans[map[y][i]].my!=my) d.push([i,y]); break }else{ d.push([i,y]) } } //上检索 for (var i = y-1 ; i >= 0; i--){ if (map[i][x]) { if (com.mans[map[i][x]].my!=my) d.push([x,i]); break }else{ d.push([x,i]) } } //下检索 for (var i = y+1 ; i<= 9; i++){ if (map[i][x]) { if (com.mans[map[i][x]].my!=my) d.push([x,i]); break }else{ d.push([x,i]) } } return d; }
算法分析:
分别向上,下,左,右四个方向搜索,若找到一个点且颜色与该棋子不同(敌对棋子),则将该点坐标记录在d数组中,若某一方向上没有其他棋子,将这一方向上所有坐标都记录在d数组中。简单来讲:就是将以车这个棋子为中心的十字上的坐标都记录在d数组中(你早这样说多好~,开始说那么多)
前提补充:
1,代码中的map:
com.initMap = [ [‘C0‘,‘M0‘,‘X0‘,‘S0‘,‘J0‘,‘S1‘,‘X1‘,‘M1‘,‘C1‘], [ , , , , , , , , ], [ ,‘P0‘, , , , , ,‘P1‘, ], [‘Z0‘, ,‘Z1‘, ,‘Z2‘, ,‘Z3‘, ,‘Z4‘], [ , , , , , , , , ], [ , , , , , , , , ], [‘z0‘, ,‘z1‘, ,‘z2‘, ,‘z3‘, ,‘z4‘], [ ,‘p0‘, , , , , ,‘p1‘, ], [ , , , , , , , , ], [‘c0‘,‘m0‘,‘x0‘,‘s0‘,‘j0‘,‘s1‘,‘x1‘,‘m1‘,‘c1‘] ];
这里的字符串代表每个棋子的key值:
com.keys = { //设定每类棋子的key值 "c0":"c","c1":"c", "m0":"m","m1":"m", "x0":"x","x1":"x", "s0":"s","s1":"s", "j0":"j", "p0":"p","p1":"p", "z0":"z","z1":"z","z2":"z","z3":"z","z4":"z","z5":"z", "C0":"C","C1":"C", "M0":"M","M1":"M", "X0":"X","X1":"X", "S0":"S","S1":"S", "J0":"J", "P0":"P","P1":"P", "Z0":"Z","Z1":"Z","Z2":"Z","Z3":"Z","Z4":"Z","Z5":"Z", }
2,my:
标记值:1代表红色方(这里指人。玩家永远操纵红色) ; -1代表AI
3,map[y][i]与d.push([i][y])
左方向上搜索,y坐标不变,x坐标遍历,而体现在map当中(向上翻第一点),仔细看就会发现:第一个下标代表y值,第二个下标代表x值,其与坐标值正好相反
其他方向上以此类推。。。
(2)马
com.bylaw.m = function (x,y,map,my){ var d=[]; //1点钟方向 不绊马脚 1点不存在棋子或1点棋子颜色不同 push if ( y-2>= 0 && x+1<= 8 && !play.map[y-1][x] &&(!com.mans[map[y-2][x+1]] || com.mans[map[y-2][x+1]].my!=my)) d.push([x+1,y-2]); //2点 if ( y-1>= 0 && x+2<= 8 && !play.map[y][x+1] &&(!com.mans[map[y-1][x+2]] || com.mans[map[y-1][x+2]].my!=my)) d.push([x+2,y-1]); //4点 if ( y+1<= 9 && x+2<= 8 && !play.map[y][x+1] &&(!com.mans[map[y+1][x+2]] || com.mans[map[y+1][x+2]].my!=my)) d.push([x+2,y+1]); //5点 if ( y+2<= 9 && x+1<= 8 && !play.map[y+1][x] &&(!com.mans[map[y+2][x+1]] || com.mans[map[y+2][x+1]].my!=my)) d.push([x+1,y+2]); //7点 if ( y+2<= 9 && x-1>= 0 && !play.map[y+1][x] &&(!com.mans[map[y+2][x-1]] || com.mans[map[y+2][x-1]].my!=my)) d.push([x-1,y+2]); //8点 if ( y+1<= 9 && x-2>= 0 && !play.map[y][x-1] &&(!com.mans[map[y+1][x-2]] || com.mans[map[y+1][x-2]].my!=my)) d.push([x-2,y+1]); //10点 if ( y-1>= 0 && x-2>= 0 && !play.map[y][x-1] &&(!com.mans[map[y-1][x-2]] || com.mans[map[y-1][x-2]].my!=my)) d.push([x-2,y-1]); //11点 if ( y-2>= 0 && x-1>= 0 && !play.map[y-1][x] &&(!com.mans[map[y-2][x-1]] || com.mans[map[y-2][x-1]].my!=my)) d.push([x-1,y-2]); return d; }
算法分析:
当马处于一点时,可以走的最多情况有8种方向,分别讨论每个方向:如果不绊马脚,且该方向上那着点没有棋子或棋子颜色不同,则记录该着点
图例分析:
有点丑,用画图做的,不要在意这些细节
(三)相
com.bylaw.x = function (x,y,map,my){ var d=[]; if (my===1){ //红方 颜色不同,y的取值范围不同,且不能过河 //4点半 不绊象脚 4.5位置没子或棋子颜色不同 push if ( y+2<= 9 && x+2<= 8 && !play.map[y+1][x+1] && (!com.mans[map[y+2][x+2]] || com.mans[map[y+2][x+2]].my!=my)) d.push([x+2,y+2]); //7点半 if ( y+2<= 9 && x-2>= 0 && !play.map[y+1][x-1] && (!com.mans[map[y+2][x-2]] || com.mans[map[y+2][x-2]].my!=my)) d.push([x-2,y+2]); //1点半 if ( y-2>= 5 && x+2<= 8 && !play.map[y-1][x+1] && (!com.mans[map[y-2][x+2]] || com.mans[map[y-2][x+2]].my!=my)) d.push([x+2,y-2]); //10点半 if ( y-2>= 5 && x-2>= 0 && !play.map[y-1][x-1] && (!com.mans[map[y-2][x-2]] || com.mans[map[y-2][x-2]].my!=my)) d.push([x-2,y-2]); }else{ //4点半 if ( y+2<= 4 && x+2<= 8 && !play.map[y+1][x+1] && (!com.mans[map[y+2][x+2]] || com.mans[map[y+2][x+2]].my!=my)) d.push([x+2,y+2]); //7点半 if ( y+2<= 4 && x-2>= 0 && !play.map[y+1][x-1] && (!com.mans[map[y+2][x-2]] || com.mans[map[y+2][x-2]].my!=my)) d.push([x-2,y+2]); //1点半 if ( y-2>= 0 && x+2<= 8 && !play.map[y-1][x+1] && (!com.mans[map[y-2][x+2]] || com.mans[map[y-2][x+2]].my!=my)) d.push([x+2,y-2]); //10点半 if ( y-2>= 0 && x-2>= 0 && !play.map[y-1][x-1] && (!com.mans[map[y-2][x-2]] || com.mans[map[y-2][x-2]].my!=my)) d.push([x-2,y-2]); } return d; }
算法分析:
因为相不能过河,所以要按颜色分情况讨论(不同颜色,y坐标不同)
而每种颜色的相都有四种可能着法,与马类似:如果不绊象脚, 着点没有棋子或棋子颜色不同,记录
图例分析:
(四)士
com.bylaw.s = function (x,y,map,my){ var d=[]; if (my===1){ //红方 //4点半 if ( y+1<= 9 && x+1<= 5 && (!com.mans[map[y+1][x+1]] || com.mans[map[y+1][x+1]].my!=my)) d.push([x+1,y+1]); //7点半 if ( y+1<= 9 && x-1>= 3 && (!com.mans[map[y+1][x-1]] || com.mans[map[y+1][x-1]].my!=my)) d.push([x-1,y+1]); //1点半 if ( y-1>= 7 && x+1<= 5 && (!com.mans[map[y-1][x+1]] || com.mans[map[y-1][x+1]].my!=my)) d.push([x+1,y-1]); //10点半 if ( y-1>= 7 && x-1>= 3 && (!com.mans[map[y-1][x-1]] || com.mans[map[y-1][x-1]].my!=my)) d.push([x-1,y-1]); }else{ //4点半 if ( y+1<= 2 && x+1<= 5 && (!com.mans[map[y+1][x+1]] || com.mans[map[y+1][x+1]].my!=my)) d.push([x+1,y+1]); //7点半 if ( y+1<= 2 && x-1>= 3 && (!com.mans[map[y+1][x-1]] || com.mans[map[y+1][x-1]].my!=my)) d.push([x-1,y+1]); //1点半 if ( y-1>= 0 && x+1<= 5 && (!com.mans[map[y-1][x+1]] || com.mans[map[y-1][x+1]].my!=my)) d.push([x+1,y-1]); //10点半 if ( y-1>= 0 && x-1>= 3 && (!com.mans[map[y-1][x-1]] || com.mans[map[y-1][x-1]].my!=my)) d.push([x-1,y-1]); } return d; }
算法分析:
士不能出九宫格,x,y值都有限制。按颜色分情况讨论。每种颜色各有4中可能着法:如果该着点没棋子或棋子颜色不同,记录
图例分析:
这个简单了,就不画图了~ ~ ~ ~
(五)将
com.bylaw.j = function (x,y,map,my){ var d=[]; var isNull=(function (y1,y2){ var y1=com.mans["j0"].y; //红帅的y var x1=com.mans["J0"].x; //黑将的x var y2=com.mans["J0"].y; //黑将的y for (var i=y1-1; i>y2; i--){ if (map[i][x1]) return false; //将与将之间非空,有子 } return true; })(); if (my===1){ //红方 //下 if ( y+1<= 9 && (!com.mans[map[y+1][x]] || com.mans[map[y+1][x]].my!=my)) d.push([x,y+1]); //上 if ( y-1>= 7 && (!com.mans[map[y-1][x]] || com.mans[map[y-1][x]].my!=my)) d.push([x,y-1]); //老将对老将的情况 if ( com.mans["j0"].x == com.mans["J0"].x &&isNull) d.push([com.mans["J0"].x,com.mans["J0"].y]); //x相等,且中间为空,push黑将的坐标 }else{ //下 if ( y+1<= 2 && (!com.mans[map[y+1][x]] || com.mans[map[y+1][x]].my!=my)) d.push([x,y+1]); //上 if ( y-1>= 0 && (!com.mans[map[y-1][x]] || com.mans[map[y-1][x]].my!=my)) d.push([x,y-1]); //老将对老将的情况 if ( com.mans["j0"].x == com.mans["J0"].x &&isNull) d.push([com.mans["j0"].x,com.mans["j0"].y]); //push红帅的坐标 } //右 if ( x+1<= 5 && (!com.mans[map[y][x+1]] || com.mans[map[y][x+1]].my!=my)) d.push([x+1,y]); //左 if ( x-1>= 3 && (!com.mans[map[y][x-1]] || com.mans[map[y][x-1]].my!=my))d.push([x-1,y]); return d; }
算法分析:
将除了颜色不同导致y值不同外,还有种特殊情况:即老将见面。所以开始先写个函数,判断将与帅之间是否有其他棋子
接下来按颜色不同分情况讨论上下两种着法:重点 是y值的界定。以帅为例:帅在棋盘下方,y坐标只能取7,8,9.如果向下走,则取7,8,所以y值最大为8.上与其类似。而判断完着法之后还要判断是否老将见面的特殊情况:如果两者x坐标相等且中间没其他棋子,之间闪现过去抢人头~ ~ ~然后victory
(六),炮
com.bylaw.p = function (x,y,map,my){ var d=[]; //左侧检索 var n=0; for (var i=x-1; i>= 0; i--){ if (map[y][i]) { //碰到子 if (n==0){ //若是第一个子,不用管,跳出本次循环,标记位加1 n++; continue; }else{ //若不是第一个子,判断颜色若不同,push过去并结束循环 if (com.mans[map[y][i]].my!=my) d.push([i,y]); break } }else{ //若一直碰不到子,将子走到最左 if(n==0) d.push([i,y]) } } //右侧检索 var n=0; for (var i=x+1; i <= 8; i++){ if (map[y][i]) { if (n==0){ n++; continue; }else{ if (com.mans[map[y][i]].my!=my) d.push([i,y]); break } }else{ if(n==0) d.push([i,y]) } } //上检索 var n=0; for (var i = y-1 ; i >= 0; i--){ if (map[i][x]) { if (n==0){ n++; continue; }else{ if (com.mans[map[i][x]].my!=my) d.push([x,i]); break } }else{ if(n==0) d.push([x,i]) } } //下检索 var n=0; for (var i = y+1 ; i<= 9; i++){ if (map[i][x]) { if (n==0){ n++; continue; }else{ if (com.mans[map[i][x]].my!=my) d.push([x,i]); break } }else{ if(n==0) d.push([x,i]) } } return d; }
算法分析:
跟车一样,需要向4个方向上搜索
若该方向上没棋子,则记录该方向所有点坐标
若走着走着发现一个棋子,先冷静一下(跳出本次循环),偷偷地看接下来该方向上有没有敌方棋子,有,就可以越塔gank了。然后把敌方死的位置记录下来留作纪念~ ~ ~
(七)卒
com.bylaw.z = function (x,y,map,my){ var d=[]; if (my===1){ //红方 //上 if ( y-1>= 0 && (!com.mans[map[y-1][x]] || com.mans[map[y-1][x]].my!=my)) d.push([x,y-1]); //右 if ( x+1<= 8 && y<=4 && (!com.mans[map[y][x+1]] || com.mans[map[y][x+1]].my!=my)) d.push([x+1,y]); //y<4,即过河之后,才能左右移动 //左 if ( x-1>= 0 && y<=4 && (!com.mans[map[y][x-1]] || com.mans[map[y][x-1]].my!=my))d.push([x-1,y]); }else{ //下 if ( y+1<= 9 && (!com.mans[map[y+1][x]] || com.mans[map[y+1][x]].my!=my)) d.push([x,y+1]); //右 if ( x+1<= 8 && y>=6 && (!com.mans[map[y][x+1]] || com.mans[map[y][x+1]].my!=my)) d.push([x+1,y]); //左 if ( x-1>= 0 && y>=6 && (!com.mans[map[y][x-1]] || com.mans[map[y][x-1]].my!=my))d.push([x-1,y]); } return d; }
算法分析:
同样分情况讨论。且由于卒不能后退所以只用判断上,左,右三种情况。而卒由于过河后才能左右移动,所以左右的判断除了x的界定还有y值的界定。最后跟车一样如果该着点没有棋子或该棋子颜色不同,记录该点
二 ,使用alpha-beta在所有着法当中搜索最佳着法
AI.getAlphaBeta = function (A, B, depth, map ,my) { if (depth == 0) { return {"value":AI.evaluate(map , my)}; //当搜索深度为0是时调用局面评价函数; } var moves = AI.getMoves(map , my ); //生成全部走法; <span style="color:#ff0000;">//这里排序以后会增加效率 for (var i=0; i < moves.length; i++) {</span> //走这个走法; var move= moves[i]; var key = move[4]; var oldX= move[0]; var oldY= move[1]; var newX= move[2]; var newY= move[3]; var clearKey = map[ newY ][ newX ]||""; map[ newY ][ newX ] = key; //走,赋新值,删除旧值 delete map[ oldY ][ oldX ]; play.mans[key].x = newX; play.mans[key].y = newY; <span style="color:#ff0000;">if (clearKey=="j0"||clearKey=="J0") { //被吃老将 play.mans[key] .x = oldX; play.mans[key] .y = oldY; map[ oldY ][ oldX ] = key; delete map[ newY ][ newX ]; //并不是真的走,所以这里要撤销 if (clearKey){ map[ newY ][ newX ] = clearKey; } return {"key":key,"x":newX,"y":newY,"value":8888}; </span> }else { var val = -AI.getAlphaBeta(-B, -A, depth - 1, map , -my).value; //上面代表AI,这里倒置,-my,代表人的着法,然后再从上面开始执行 //val = val || val.value; //<span style="color:#ff0000;">撤消这个走法; play.mans[key] .x = oldX; play.mans[key] .y = oldY; map[ oldY ][ oldX ] = key; delete map[ newY ][ newX ]; if (clearKey){ map[ newY ][ newX ] = clearKey; //play.mans[ clearKey ].isShow = true; }</span> if (val >= B) { //将这个走法记录到历史表中; //AI.setHistoryTable(txtMap,AI.treeDepth-depth+1,B,my); return {"key":key,"x":newX,"y":newY,"value":B}; } <span style="color:#ff0000;">if (val > A) { A = val; //设置最佳走法, if (AI.treeDepth == depth) var rootKey={"key":key,"x":newX,"y":newY,"value":A}; } </span> } } if (AI.treeDepth == depth) {//已经递归回根了 if (!rootKey){ //AI没有最佳走法,说明AI被将死了,返回false return false; }else{ //这个就是最佳走法; return rootKey; } } return {"key":key,"x":newX,"y":newY,"value":A}; }
简化后的伪代码(与上面代码一一对应):
int AlphaBeta(int vlAlpha, int vlBeta, int nDepth) { if (nDepth == 0) { return 局面评价函数; } 生成全部走法; <span style="color:#ff0000;">按历史表排序全部走法;</span> for (每个生成的走法) { 走这个走法; <span style="color:#ff0000;">if (被将军) { 撤消这个走法; } else</span> { int vl = -AlphaBeta(-vlBeta, -vlAlpha, nDepth - 1); <span style="color:#ff0000;">撤消这个走法;</span> if (vl >= vlBeta) { <span style="color:#ff0000;">将这个走法记录到历史表中;</span> return vlBeta; } if (vl > vlAlpha) { <span style="color:#ff0000;">设置最佳走法;</span> vlAlpha = vl; } } } if (没有走过任何走法) { //AI被将死 return 杀棋的分数; } 将最佳走法记录到历史表中; if (根节点) { 最佳走法就是电脑要走的棋; } return vlAlpha; }
这样,简单套用上一讲讲过的alpha-beta算法,就能搜索出相对来说最佳路径来~ ~ ~
最后设置坐标就可以实现AI自动走棋或吃子了