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C++实现五子棋人机对战AI
2023-07-05 07:31:54 深夜i     --     --
C++ 五子棋 人机对战 AI 实现

五子棋是一款源远流长的棋类游戏,它不仅有简单易学的规则,同时也有着复杂的策略演变。现如今,随着AI技术的不断发展,人机对战成为了越来越多五子棋爱好者的选择,本文将介绍如何使用C++实现五子棋人机对战AI。

1. 实现棋盘的表达

首先,需要实现一个棋盘的表达。我们可以使用二维数组,将棋盘上的每个位置视为一个坐标,将棋子放置在对应的坐标中。例如,二维数组中第(x,y)个位置上如果有一颗棋子,则用"1"标记,否则用"0"标记。

int chess_board[15][15] = {0};

2. 判断胜利条件

在对战的过程中,需要时刻判断游戏是否结束。判断胜利的条件也很简单:如果落子的位置形成了连续的五个棋子,那么这个玩家就获胜了。在实现时,可以分别判断横、竖、左斜、右斜四个方向上是否有连续的五个棋子,如果有就判定为获胜状态。

bool CheckWin(int x, int y, int player)

{

  int Sum = 0;

  // 判断横向是否连成五子

  for (int i = x; i < x + 5; i++)

  {

    if (i >= 15) break;

    if (chess_board[i][y] == player) Sum++;

  }

  if (Sum == 5) return true;

  Sum = 0;

  // 判断竖向是否连成五子

  for (int j = y; j < y + 5; j++)

  {

    if (j >= 15) break;

    if (chess_board[x][j] == player) Sum++;

  }

  if (Sum == 5) return true;

  Sum = 0;

  // 判断左斜是否连成五子

  for (int i = x, j = y; i < x + 5; i++, j--)

  {

    if (i >= 15 || j < 0) break;

    if (chess_board[i][j] == player) Sum++;

  }

  if (Sum == 5) return true;

  Sum = 0;

  // 判断右斜是否连成五子

  for (int i = x, j = y; i < x + 5; i++, j++)

  {

    if (i >= 15 || j >= 15) break;

    if (chess_board[i][j] == player) Sum++;

  }

  if (Sum == 5) return true;

  return false;

}

3. 实现AI

AI的实现也很简单。我们可以使用minimax算法来搜索最优解,找到能够提供最大收益的棋子落点。同时,为了减少搜索的深度,我们可以使用alpha-beta剪枝来加速搜索。

int evaluate(int player)

  //评估函数的实现

//alpha-beta剪枝

int AlphaBeta(int depth, int alpha, int beta, int player)

{

  if (depth <= 0) return evaluate(player);

  int score;

  for (int i = 0; i < 15; i++) {

    for (int j = 0; j < 15; j++) {

      if (chess_board[i][j] == 0) {

        int bk = chess_board[i][j];

        chess_board[i][j] = player;

        if (player == MAX_PLAYER) {

          score = AlphaBeta(depth - 1, alpha, beta, MIN_PLAYER);

          if (score > alpha) alpha = score;

        }

        else {

          score = AlphaBeta(depth - 1, alpha, beta, MAX_PLAYER);

          if (score < beta) beta = score;

        }

        chess_board[i][j] = bk;

        if (alpha >= beta) return alpha;

      }

    }

  }

  return player == MAX_PLAYER ? alpha : beta;

}

4. 实现人机对战

最后,实现人机对战的过程。我们可以使用一个死循环来模拟轮流进行下棋的过程,其中一个玩家是人,另外一个玩家是AI。每一轮中,我们先判断人类玩家是否下棋,如果是则读取两个参数x和y,表示下棋的位置,否则AI就根据AlphaBeta算法,计算出最优解,并将棋子下在对应的位置上。

while (true)

{

  if (current_player == HUMAN_PLAYER)

  {

    cout << "请玩家输入落子位置(x、y): " << endl;

    int x, y;

    cin >> x >> y;

    if (isValid(x, y, current_player))

    {

      chess_board[x][y] = current_player;

      if (CheckWin(x, y, current_player))

      游戏结束!" << endl;

        break;

      current_player = AI_PLAYER;

    }

    else

      cout << "请输入一个合理的落子位置!" << endl;

  }

  else

  {

    cout << "AI正在思考..." << endl;

    int best_x = -1, best_y = -1;

    int max_score = -100000;

    for (int i = 0; i < 15; i++)

    {

      for (int j = 0; j < 15; j++)

      {

        if (chess_board[i][j] == 0)

        {

          chess_board[i][j] = AI_PLAYER;

          int score = AlphaBeta(4, -100000, 100000, HUMAN_PLAYER);

          chess_board[i][j] = 0;

          if (score > max_score)

            max_score = score;

            best_x = i;

            best_y = j;

        }

      }

    }

    cout << "AI的最佳落子位置是:" << best_x << " " << best_y << endl;

    chess_board[best_x][best_y] = current_player;

    if (CheckWin(best_x, best_y, AI_PLAYER))

      cout << "电脑获胜了!" << endl;

      break;

    current_player = HUMAN_PLAYER;

  }

}

以上就是使用C++实现五子棋人机对战AI的全过程。通过这个实现过程,我们可以更好地理解AI的实现原理,同时也可以在实践中提高编程能力。希望这篇文章能够对学习五子棋AI相关知识的读者有所帮助。

  
  

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