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基于C++實現(xiàn)五子棋AI算法思想

來源：本站原創(chuàng)|時間：2020-01-10|欄目：C語言|點擊： 次

         今天我想要分享一下我做五子棋AI的思路。因為在做這個之前，我沒有接觸過任何像這種類似的東西。通過這一次，我也算是有所了解，我的思路也是來自很多網(wǎng)絡(luò)上的博客，看了很多，最終總結(jié)出了自己的這樣一個。

         那我的五子棋是15*15的大?。ㄒ话阋簿褪沁@樣的一個大小）。我的AI算法要求每一次落子之后都要去計算每一個空暇的位置的“分值”，簡單的說，我們需要一個存放棋子的數(shù)組，表示是否存放了棋子，還要一個計算每一個空格的數(shù)組來記錄“分?jǐn)?shù)”，這個分?jǐn)?shù)是后期AI用來運算的基礎(chǔ)，也是你AI難度控制的點。

         我現(xiàn)有的思路就是分兩部分。首先是如果是玩家先落子，那么要求電腦AI隨即在你落子的地方的任意一個方向，隨機落子，這是第一步。接下來以后就正式進入到算法中去。

首先初始化你的分?jǐn)?shù)數(shù)組，讓他們?nèi)繛榱恪Ｈ缓笤诿恳淮温渥又筮M行全盤的遍歷，如果發(fā)現(xiàn)該處為空白，于是檢查其四周八個方向（當(dāng)然如果是邊緣位置就相對修改，判斷是否出了邊界）。若在空白處，且發(fā)現(xiàn)在某一對角線方向發(fā)現(xiàn)有一個其他顏色的棋子，那么相對的給這個空白區(qū)域的分?jǐn)?shù)數(shù)組加上一定的分值，然后繼續(xù)往這個方向檢測是否還有連續(xù)的同一顏色的棋子，若沒有則檢查其他方向或者檢測下一個空白位置。若是還在同一方向上面找到了相同顏色的棋子，那么第二個棋子的出現(xiàn)，你可以給改空白處加上雙倍的分值，表明這個空白位置更加重要。一次類推，繼續(xù)檢測。（PS：因為最終AI棋子落在什么地方，依靠的是最后遍歷整個分?jǐn)?shù)數(shù)組，然后根據(jù)分?jǐn)?shù)的高低來進行判斷落子落在哪里的，在下面講）。

         經(jīng)過上一遍的遍歷，每一次落子都會使得分?jǐn)?shù)數(shù)組得到一些變化，每一次都會導(dǎo)致AI判斷的變化。在這個基礎(chǔ)上，每一次落子還要進行一次對自己本身棋子顏色的一個遍歷，判斷自己的情況，同時加分加在分?jǐn)?shù)數(shù)組之中，這樣一來，電腦就會根據(jù)自己的棋子的情況以及玩家的落子情況進行判斷，哪一個地方更加適合落子。

         因為我是第一次做AI，網(wǎng)絡(luò)上搜到的一些思想一般也是這種類似的遍歷思想。理解了以后寫代碼就比較方便。最后可能會有一些點的分?jǐn)?shù)是相同的，所以還有設(shè)置一下隨機落子。把分?jǐn)?shù)相同的地點隨機落子。

         個人感覺AI的強弱是根據(jù)你每一次給他增加分?jǐn)?shù)的多少來確定的。這個我的AI有時候也會抽風(fēng)，不過一般情況比較正常，可能運氣也占了一部分，當(dāng)初設(shè)計加分的時候其實沒想那么多，現(xiàn)在卻發(fā)現(xiàn)好像還不錯。

         大家要多去實踐練習(xí)，多改改分?jǐn)?shù)可能就會出來不錯的AI了，o(^▽^)o。

下面貼上我的代碼！ 

void GameScene::Robot(int *x, int *y, int *Sum) 
{ 
  ExWhile1 = true; 
  if (*Sum == 1) 
  { 
    while (ExWhile1) 
    { 
      ChessOne(*x, *y); 
      if (ch[*x][*y] == 2){ ExWhile1 = false; } 
    } 
    ch[*x][*y] = tp;   //記錄這個點 
    printpart(*x, *y, tp);     //打印出電腦AI第一次落子 
    isTouch = true; 
    tp++; 
    tp = tp % 2; 
  } 
  else      //從第2步開始，使用評分系統(tǒng) 
  { 
    Findscore(*x, *y); 
  } 
} 
 
 
void GameScene::Findscore(int &x, int &y)   //查找評分最高的坐標(biāo) 
{ 
  srand((unsigned)time(NULL)); 
  int i, j, x1, x2, y1, y2, lx; 
  int Max = 0; 
  ChessScore();      //調(diào)用評分函數(shù) 
  for (i = 0; i<15; i++) 
  { 
    for (j = 0; j<15; j++) 
    { 
      if (Score[i][j]>Max) 
      { 
        Max = Score[i][j];  //獲取所有點中，評分最高的 
        x1 = i; 
        y1 = j; 
      } 
    } 
  } 
  x2 = x1; y2 = y1; 
  for (i = 0; i<15; i++)    //可能的話，有評分相同的多個點 
  { 
    for (j = 0; j<15; j++) 
    { 
      if (Score[i][j] == Max&&i != x2&&j != y2)   //在這么多個相同分?jǐn)?shù)的點中，隨機找一個 
      { 
        lx = rand() % 10; 
        if (lx<5) 
        { 
          x2 = i, y2 = j; 
          break; 
        } 
      } 
    } 
  } 
  if (x2 != x1 || y2 != y1)   //棋盤上有2個最高分 
  { 
    lx = rand() % 10;    //隨機一個 
    if (lx>6) 
    { 
      x = x1, y = y1; 
    } 
    else 
    { 
      x = x2, y = y2; 
    } 
  } 
  else    //棋盤上只有一個最高分 
  { 
    x = x1, y = y1; 
  } 
  Max = 0;    //清空最大值 
  ch[x][y] = tp;       //記錄這個點 
  printpart(x, y, tp);    //打印出電腦AI落子 
  if (winerValue==2) 
  { 
    isTouch = true; 
  } 
   
  tp++; 
  tp = tp % 2; 
} 
 
 
inline void GameScene::ChessOne(int &x, int &y)   //玩家走第1步時的落子 
{ 
  int i, j; 
  srand((unsigned)time(NULL));    //隨機數(shù)隨著時間的改變而改變 
  for (i = 0; i<15; i++) 
  { 
    for (j = 0; j<15; j++) 
    { 
      if (ch[i][j] == 0)  //如果找到了玩家的棋子，在它的8個方的任意一點落子 
      { 
        int lx = rand() % 7; 
        if (lx == 0) 
        { 
          x = i + 1; y = j + 1; 
          if (ch[x][y] == 2){ break; } 
        } 
        else if (lx == 1) 
        { 
          x = i + 1; y = j - 1; 
          if (ch[x][y] == 2){ break; } 
        } 
        else if (lx == 2) 
        { 
          x = i - 1; y = j - 1; 
          if (ch[x][y] == 2){ break; } 
        } 
        else if (lx == 3) 
        { 
          x = i - 1; y = j + 1; 
          if (ch[x][y] == 2){ break; } 
        } 
        else if (lx == 4) 
        { 
          x = i - 1; y = j;    //上 
          if (ch[x][y] == 2){ break; } 
        } 
        else if (lx == 5) 
        { 
          x = i; y = j - 1;   //左 
          if (ch[x][y] == 2){ break; } 
        } 
        else if (lx == 6) 
        { 
          x = i; y = j + 1;   //右 
          if (ch[x][y] == 2){ break; } 
        } 
        else 
        { 
          x = i + 1; y = j;    //下 
          if (ch[x][y] == 2){ break; } 
        } 
      } 
    } 
  } 
} 
 
void GameScene::ChessScore() 
{ 
  int x, y, i, j, k;      //循環(huán)變量 
  int number1 = 0, number2 = 0;   //number用來統(tǒng)計玩家或電腦棋子連成個數(shù) 
  int empty = 0;    //empty用來統(tǒng)計空點個數(shù) 
  memset(Score, 0, sizeof(Score));                    //把評分?jǐn)?shù)組先清零 
  for (x = 0; x<15; x++) 
  { 
    for (y = 0; y<15; y++) 
    { 
      if (ch[x][y] == 2)    //如果這個點為空  
      { 
        for (i = -1; i <= 1; i++) 
        { 
          for (j = -1; j <= 1; j++)   //判斷8個方向  
          { 
            if (i != 0 || j != 0)   //若是都為0的話，那不就是原坐標(biāo)嘛 
            { 
              //對玩家落點評分 
              for (k = 1; i <= 4; k++)   //循環(huán)4次 
              {                        //這點沒越界  且這點存在黑子（玩家） 
                if (x + k*i >= 0 && x + k*i <= 14 &&  
                  y + k*j >= 0 && y + k*j <= 14 &&  
                  ch[x + k*i][y + k*j] == 0) 
                {  
                  number1++; 
                } 
                else if (ch[x + k*i][y + k*j] == 2)     //這點是個空點，+1后退出 
                {  
                  empty++;  
                  break;  
                }    
                else                    //否則是墻或者對方的棋子了  
                {  
                  break;  
                }     
              } 
              for (k = -1; k >= -4; k--)            //向它的相反方向判斷  
              {                        //這點沒越界  且這點存在黑子（玩家） 
                if (x + k*i >= 0 && x + k*i <= 14 && 
                  y + k*j >= 0 && y + k*j <= 14 &&  
                  ch[x + k*i][y + k*j] == 0) 
                {  
                  number1++; 
                } 
                else if (ch[x + k*i][y + k*j] == 2)     //這點是個空點，+1后退出 
                {  
                  empty++;  
                  break;  
                }   
                else 
                {  
                  break; 
                } 
              } 
              if (number2 == 1)   //2個棋子  
              {  
                Score[x][y] += 1;  
              }   
              else if (number1 == 2)   //3個棋子  
              { 
                if (empty == 1)     
                { 
                  Score[x][y] += 5;   //有一個空點+5分 死3  
                }      
                else if (empty == 2)  
                {  
                  Score[x][y] += 10;  //有兩個空點+10分 活3 
                }  
              } 
              else if (number1 == 3)   //4個棋子  
              { 
                if (empty == 1)    
                {  
                  Score[x][y] += 20;  //有一個空點+20分 死4  
                }   
                else if (empty == 2) 
                {  
                  Score[x][y] += 100;  //有2個空點+100分 活4 
                }   
              } 
              else if (number1 >= 4)   
              {  
                Score[x][y] += 1000;  //對方有5個棋子，分?jǐn)?shù)要高點，先堵 
              }   
 
              empty = 0;   //統(tǒng)計空點個數(shù)的變量清零  
 
              //對電腦落點評分 
              for (k = 1; i <= 4; k++)   //循環(huán)4次 
              {       //這點沒越界  且這點存在白子（電腦） 
                if (x + k*i >= 0 && x + k*i <= 14 &&  
                  y + k*j >= 0 && y + k*j <= 14 &&  
                  ch[x + k*i][y + k*j] == 1) 
                {  
                  number2++; 
                } 
                else if (ch[x + k*i][y + k*j] == 2) 
                {  
                  empty++; break;   //空點 
                }  
                else  
                { 
                  break; 
                } 
              } 
              for (k = -1; k >= -4; k--)   //向它的相反方向判斷  
              { 
                if (x + k*i >= 0 && x + k*i <= 14 && 
                  y + k*j >= 0 && y + k*j <= 14 &&  
                  ch[x + k*i][y + k*j] == 1) 
                {  
                  number2++; 
                } 
                else if (ch[x + k*i][y + k*j] == 2) 
                {  
                  empty++; break; 
                } 
                else 
                {  
                  break;   //注釋與上面玩家版相同 
                }       
              } 
              if (number2 == 0)    
              {  
                Score[x][y] += 1;    //1個棋子 
              }  
              else if (number2 == 1)   
              { 
                Score[x][y] += 2;    //2個棋子  
              }    
              else if (number2 == 2)   //3個棋子 
              { 
                if (empty == 1)    
                {  
                  Score[x][y] += 8;  //死3 
                }   
                else if (empty == 2)  
                {  
                  Score[x][y] += 30;  //活3  
                }  
              } 
              else if (number2 == 3)   //4個棋子 
              { 
                if (empty == 1)    
                {  
                  Score[x][y] += 50;   //死4 
                }   
                else if (empty == 2)  
                {  
                  Score[x][y] += 200;   //活4 
                }   
              } 
              else if (number2 >= 4)  
              {  
                Score[x][y] += 10000;   //自己落在這點能形成5個，也就能勝利了，分?jǐn)?shù)最高 
              }  
 
              number1 = 0;     //清零，以便下次重新統(tǒng)計 
              number2 = 0;                   
              empty = 0; 
            } 
          } 
        } 
      } 
    } 
  } 
}

以上就是本文的全部內(nèi)容，希望對大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持我們。

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