五子棋人機對戰完整程式碼
一,五子棋棋盤
棋盤正中一點為“天元”。棋盤兩端的橫線稱端線。棋盤左右最外邊的兩條縱線稱邊線。從兩條端線和兩條邊線向正中發展而縱橫交叉在第四條線形成的四個點稱為“星”。
以持黑方為準,棋盤上的縱軸線從左到右用英文字母A~O標記。橫行線從近到遠用阿拉伯數字1~15標記。縱橫軸上的橫縱線交叉點分別用橫縱線標記的名稱合寫成。如“天元”H8,四個“星”分別為D4、D12、L12、L4等。
二,五子棋比賽規則
1,行棋順序
黑先、白後,從天元開始相互順序落子。
2,判斷勝負
最先在棋盤橫向、豎向、斜向形成連續的相同色五個棋子的一方為勝。
黑棋禁手判負,白棋無禁手。黑棋禁手包括三三禁手,四四禁手,長連禁手。
如分不出勝負,則定為平局。
3, 棋子表示
為了使自已與對手看得更清楚,剛落下的子應區別表示,例如
白方正常子:○ 白方剛落下之子:△
黑方正常字:● 黑方剛落下字:▲
1,五連:五顆同色棋子連在一起
2,活四:有2個成五點的四顆棋子
3,衝四:有1個成五點的四顆棋子
4,活三:可以形成活四的三顆棋子
四,禁手規則
1,三三禁手
由於黑方落一子,同時形成二個或二個以上黑方活三的局面
2,四四禁手
由於黑方落一子,同時形成二個或二個以上黑方四(活四或者衝四)的局面
3,長連禁手
由於黑方落一子,形成六個或者六個以上的同色連續棋子
五,關鍵技術解釋1,flat技術
通過dx和dy這2個常數陣列,存下8個方向的向量,就可以把棋型判斷、禁手判斷等二維問題化作一維問題
通過for迴圈即可遍歷每個方向,使得程式碼變得非常簡潔
2,棋型判斷和禁手判斷
對於任何一個落子的位置,要獨立的判斷形成了幾個活四,幾個衝四,幾個活三。
三三禁手和四四禁手直接根據三種棋型的數量判斷即可,長連禁手單獨判斷,很簡單。
3,打分機制
為了降低計算量,採取對每個落子位置單獨進行打分的方法。
落子之後計算棋型,活四計1000分,衝四和活三都計100分。
另外,落子位置的8個鄰居中,只要是有落子的位置,無論是黑是白,都計1分。
(對於邊界上的點,只有5個或者3個鄰居,為了程式設計方便,棋盤本身應該用一圈空格包圍)
這樣的話,對於0分的點直接忽略,即可大大增加剪枝效率。
因為0分的點是絕對不下的,所以禁手點直接算0分即可。
雖然規則允許下禁手點,但是禁手判負,所以AI認為無論黑方不會下禁手點是合理的(無論黑方是AI還是玩家)
4,AI演算法
採取三層的極大極小演算法
六,程式碼:
#include <stdio.h>
#include<string>
#include<windows.h>
#define N 15
#define samekeysame(row + dx[u] * i, col + dy[u] * i, key)
#define sumkaddfor (i = 1; samekey; i++)sumk++;
#define sumksubfor (i = -1; samekey; i--)sumk++;
#define offif(!inboard(row + dx[u] * i, col + dy[u] * i) || p[row + dx[u] * i][col + dy[u] * i] != 0)continue;
#define temp0if (tempp == 0){p[i][j] = 0;continue;}
int p[N + 2][N + 2]; //0空1黑2白 1●2○ -1▲-2△
int s = 0, ais = 1, s0;//s是輪到誰下,s=1,2,s=1是ai下,s=2是玩家,s=s0是黑方下,否則是白方下
bool is_end = false;
int dx[8] = { 1, 1, 0, -1, -1, -1, 0, 1 }; //flat技術
int dy[8] = { 0, 1, 1, 1, 0, -1, -1, -1 };//(dx,dy)是8個方向向量
int manu[2][300], manukey=0;
int out(int i, int j)
{
if (p[i][j] == 1)return printf("●");
if (p[i][j] == 2)return printf("○");
if (p[i][j] == -1)return printf("▲");
if (p[i][j] == -2)return printf("△");
if (i == N)
{
if (j == 1)return printf("┏");
if (j == N)return printf("┓");
return printf("┯");
}
if (i == 1)
{
if (j == 1)return printf("┗");
if (j == N)return printf("┛");
return printf("┷");
}
if (j == 1)return printf("┠");
if (j == N)return printf("┨");
return printf("┼");
}
void DrawBoard()//畫棋盤
{
system("cls");
int row = 0, col = 0, keyr = 0, keyc = 0;
char alpha = 'A';
printf("\n\n\n ");
for (col = 1; col <= N; col++)printf("%c ", alpha++);
for (row = N; row >= 1; row--)
{
printf("\n %2d", row);
for (col = 1; col <= N; col++)
{
out(row, col);
if (p[row][col] < 0)keyr = row, keyc = col;
}
printf("%d", row);
}
alpha = 'A';
printf("\n ");
for (col = 1; col <= N; col++)printf("%c ", alpha++);
printf("\n\n");
if (s0 == ais)printf(" AI執黑,玩家執白\n");
else printf(" AI執白,玩家執黑\n");
alpha = 'A';
if (keyr)printf(" 最後落子位置:%c%d\n", alpha + keyc - 1, keyr);
}
void init()
{
system("color f0");
printf("輸入1或者2進行選擇\n1,AI執黑先行\n2,玩家執黑先行\n");
scanf_s("%d", &s);
if (s != 1 && s != 2)return init();
s0 = s;
int i, j;
for (i = 0; i <= N + 1; i++)for (j = 0; j <= N + 1; j++)p[i][j] = 0;//以空格包圍棋盤
DrawBoard();
for (j = 0; j < 300; j++)manu[0][j] = manu[1][j] = 0;
}
bool inboard(int row, int col)//是否在棋盤內
{
if (row <1 || row > N)return false;
return col >= 1 && col <= N;
}
int same(int row, int col, int key)//判斷2個棋子是否同色
{
if (!inboard(row, col))return false;
return (p[row][col] == key || p[row][col] + key == 0);
}
int num(int row, int col, int u)//座標(row,col),方向向量u
{
int i = row + dx[u], j = col + dy[u], sum = 0, ref = p[row][col];
if (ref == 0)return 0;
while (same(i, j, ref))sum++, i += dx[u], j += dy[u];
return sum;
}
int live4(int row, int col)//活4的數量
{
int key = p[row][col], sum = 0, i, u;
for (u = 0; u < 4; u++)//4個方向,每個方向最多1個
{
int sumk = 1;
sumkadd off sumksub off
if (sumk == 4)sum++;
}
return sum;
}
int chong4(int row, int col)//衝4的數量
{
int key = p[row][col], sum = 0, i, u;
for (u = 0; u < 8; u++)//8個方向,每個方向最多1個
{
int sumk = 0;
bool flag = true;
for (i = 1; samekey || flag; i++)//成五點的方向
{
if (!samekey)
{
if (flag&&p[row + dx[u] * i][col + dy[u] * i])sumk -= 10;
flag = false;
}
sumk++;
}
if (!inboard(row + dx[u] * --i, col + dy[u] * i))continue;
sumksub
if (sumk == 4)sum++;
}
return sum - live4(row, col) * 2;
}
int live3(int row, int col)//活3的數量
{
int key = p[row][col], sum = 0, i, u;
for (u = 0; u < 4; u++)//三連的活三
{
int sumk = 1;
sumkadd offi++; off;
sumksub offi++; off;
if (sumk == 3)sum++;
}
for (u = 0; u < 8; u++)//8個方向,每個方向最多1個非三連的活三
{
int sumk = 0;
bool flag = true;
for (i = 1; samekey || flag; i++)//成活四點的方向
{
if (!samekey)
{
if (flag&&p[row + dx[u] * i][col + dy[u] * i])sumk -= 10;
flag = false;
}
sumk++;
}off
if (p[row + dx[u] * --i][col + dy[u] * i] == 0)continue;
sumkadd off
if (sumk == 3)sum++;
}
return sum;
}
bool overline(int row, int col)//長連禁手
{
bool flag = false;
int u;
for (u = 0; u < 4; u++)if (num(row, col, u) + num(row, col, u + 4) > 4)flag = true;
return flag;
}
bool ban(int row, int col)//判斷落子後是否成禁手
{
if (same(row, col, 2))return false;//白方無禁手
bool flag = live3(row, col) > 1 || overline(row, col) || live4(row, col) + chong4(row, col) > 1;
return flag;
}
bool end_(int row, int col)//(row,col)處落子之後是否遊戲結束
{
int u;
for (u = 0; u < 4; u++)if (num(row, col, u) + num(row, col, u + 4) >= 4)is_end = true;
if (is_end)return true;
is_end = ban(row, col);
return is_end;
}
void go(int row, int col)//落下一子
{
if (s == s0)p[row][col] = -1; //標出最新下的棋
else p[row][col] = -2;
for (int i = 0; i <= N; i++)for (int j = 0; j <= N; j++) //取消上一個最新棋的標識
{
if (i == row && j == col)continue;
if (p[i][j] < 0)p[i][j] *= -1;
}
DrawBoard();
if (ban(row, col))
{
if (s0 == 1)printf("玩家勝");
else printf("AI勝");
Sleep(10000);
}
if (end_(row, col))
{
if (s == ais)printf("AI勝");
else printf("玩家勝");
Sleep(10000);
}
manu[0][manukey] = row, manu[1][manukey++] = col;
}
bool ok(int row, int col)//能否落子
{
return inboard(row, col) && (p[row][col] == 0);
}
int point(int row, int col)//非負分值
{
if (ban(row, col))return 0;//禁手0分
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