五子棋AI设计——从门外到门内不得不说的事儿2

第二天：防守，堵堵堵

为了提高对五子棋游戏的感性认识，我又在网上找了几个写的很好的五子棋游戏，与电脑进行了若干次对弈。作为一个门外汉，防守总是最好的选择。那么在什么条件下防守，在什么位置防守，这些位置如何确定……在这一系列的问题的驱动下，我开始学习模拟对象的AI部分。

首先我选择了总是防守，所以在这一天，我的第一个问题解决了。那么在什么位置放手呢？

之前定义了棋盘用points[i][j]表示，那么最直观的想法是看看棋盘上的棋子，可是棋盘既有白子又有黑子，还有空位。怎么判断呢？好吧，从AI的角度出发，他现在要做的事情是：在当前棋盘状态选择一个合法位置——空位，然后在该位置出招。那么既然是在空位置出招，那么是不是评估棋盘上的空位置来指导出招就可以了？

作为门外汉我现在能够想到的就这么多了，好吧先不管3721，走起。

如何评估棋盘上的空位？

为了大家看起来方便，我先展示一个7*7的棋盘，示意一下。人先执黑，电脑后手执白，现在轮到电脑出招。棋盘如下

1234567

10000000

20000000

30021000

40001000

50000000

60000000

70000000

那么有子周围的空位置中，（2,4）向下看有一个2连，在（5,4）向上看有一个2连，在其他位置看到的都是1连。好了，从防守的角度出发，现在最危险的位置是（2，4）和（5,4）。通过这次观察，我们可以得到一种评估方法，那就是枚举棋盘上的每个空位，然后统计其8个方向上，相同颜色的棋子连成一线的棋子的个数。

为什么是8个方向？

因为空位填上子后，可能将以前的阴线（可能连成一线的线）变成阳线（已经连成一线的线）。因此，我们要在空位置上向八个方向都看看，看看这个位置能够连成多少条阳线，如果连成的阳线越多，阳线中棋子的数目越多，那么这个空位的威胁就越大。

定义int qiju[16][16][8][2]表示棋盘某个位置某个方向某种颜色的棋子连成一线的棋子的个数

定义int a1[16][16], a2[16][16]表示棋盘上某空位的评分。

如何评分呢？我们先考虑一线式的吧，就是横、竖、左斜、右斜这四种。定义int t1 = qiju[i][j][k][0]+qiju[i][j][k+4][0]表示，涵盖了空位在某一方向上一侧或两侧连成一线的棋子数目。

if t1 >= 4 a1[i][j] += 10000000;

if t1 == 3 a1[i][j] += 100000;

if t1 == 2 a1[i][j] += 1000;

if t1 == 1 a1[i][j] += 10;

同理可以计算a2。

好了在a1和a2中找到最大值的位置，如果人执黑，那么AI就用a1的最大值的位置作为落子的位置，如果AI执黑，那么AI就用a2的最大值的位置作为落子的位置。AI就可以成功的封堵住对自己威胁最大的位置，完成防守。

可是AI只会防守怎么行，好吧，那么我们只能重新考虑第一个问题将AI定义为攻守兼备，在什么条件下进攻呢，欲知后事如何，且听下回分解。

--------------------分割线--------------------

AI的代码如下，

void CWuZiQi::AI_1( const int points[16][16], bool first, int oldp[16][16], int newp[16][16], int *nx, int *ny )
{
int i, j;
int x, y;
int x1 = 0, x2 = 0, y1 = 0, y2 = 0;
int qiju[16][16][8][2];
int a1[16][16], a2[16][16];
// current state quick save
for ( i = 1; i <= 15; i++ )
for ( j = 1; j <= 15; j++ )
{
oldp[i][j] = points[i][j];
newp[i][j] = points[i][j];
}
FillMatrix( qiju, 0 );
FillMatrix( a1, 0 );
FillMatrix( a2, 0 );
HowManyInLine( oldp, qiju );
ValueTheChessboardNaive( oldp, qiju, a1, a2 );
//rintMatrix( qiju );
//PrintMatrix( oldp );
/****************算出分数最高的空位，填写坐标*********************/
for( i = 1; i <= 15; i++ )
for( j = 1; j <= 15; j++ )
{
if( a1[x1][y1] < a1[i][j] )
{x1 = i; y1 = j;}  // black
}
for( i = 1; i <= 15; i++ )
for( j = 1; j <= 15; j++ )
{
if( a2[x2][y2] < a2[i][j] )
{x2 = i; y2 = j;}  // white
}
if ( first )
{
x = x2;
y = y2;
newp[x][y] = 1;
}
else
{
x = x1;
y = y1;
newp[x][y] = 2;
}
*nx = x; *ny = y;
}

统计函数如下，

void CWuZiQi::HowManyInLine( const int oldp[16][16], int qiju[16][16][8][2] )
{
int i, j, k, t, cnt;
int tx, ty;
int dx[8] = {0, 1, 1, 1, 0, -1, -1, -1};
int dy[8] = {-1, -1, 0, 1, 1, 1, 0, -1};
/****************为双方填写棋型表************/
for ( i = 1; i <= 15; i++ )  // col
for ( j = 1; j <= 15; j++ )  // row
if ( oldp[i][j] == 0 )
{
for ( k = 0; k < 8; k++ )  // direction
{
// black
cnt = 0;
tx = i;
ty = j;
for ( t = 0; t < 5; t++ )
{
tx += dx[k];
ty += dy[k];
if ( tx > 15 || tx < 1 || ty > 15 || ty < 1 )
break;
if( oldp[tx][ty] == 1 )
cnt++;
else
break;
}
qiju[i][j][k][0] = cnt;
// white
cnt = 0;
tx = i;
ty = j;
for ( t = 0; t < 5; t++ )
{
tx += dx[k];
ty += dy[k];
if ( tx > 15 || tx < 1 || ty > 15 || ty < 1 )
break;
if( oldp[tx][ty] == 2 )
cnt++;
else
break;
}
qiju[i][j][k][1] = cnt;
}
}
}

最最原始的、Naive阴线评估函数如下

void CWuZiQi::ValueTheChessboardNaive( const int points[16][16], int qiju[16][16][8][2], int a1[16][16], int a2[16][16] )
{
int i, j, k;
int win;
/******************根据评分规则对每一个空格评分***************/
for ( i = 1; i <= 15; i++ )  // col
for ( j = 1; j <= 15; j++ )  // row
{
if ( points[i][j] == 0 )
{
win = 0;
for ( k = 0; k < 4; k++ )  // direction
{
if ( qiju[i][j][k][0] + qiju[i][j][k+4][0] >= 4 )
win += 10000;
else if ( qiju[i][j][k][0] + qiju[i][j][k+4][0] == 3 )
win += 1000;
else if ( qiju[i][j][k][0] + qiju[i][j][k+4][0] == 2 )
win += 100;
else if ( qiju[i][j][k][0] + qiju[i][j][k+4][0] == 1 )
win += 10;
}
a1[i][j] = win;  // black
win = 0;
for ( k = 0; k < 4; k++ )  // direction
{
if ( qiju[i][j][k][1] + qiju[i][j][k+4][1] >= 4 )
win += 10000;
else if ( qiju[i][j][k][1] + qiju[i][j][k+4][1] == 3 )
win += 1000;
else if ( qiju[i][j][k][1] + qiju[i][j][k+4][1] == 2 )
win += 100;
else if ( qiju[i][j][k][1] + qiju[i][j][k+4][1] == 1 )
win += 10;
}
a2[i][j] = win;  // white
}
}
}