阅读五子棋AI

  • 这个AI是基于JS语言实现的
  • github上有教程地址

五子棋是一种博弈游戏

有完备信息的,确定性的,轮流行动的,两个游戏者的零和游戏

这些条件是必须的。
不满足这些条件的话,可能需要用到其它不同的算法。而五子棋,围棋,黑白棋,象棋等都是满足这些条件的,因此都可以用这套算法来实现。

就我下棋的经验来看的话,如果可以被称为下棋的话。考虑到场面的棋子,如果只凭借推测的话,我几乎一步都推算不了。//好羞耻 而高手可能能够推算到后面好几步(实际上,应该是根据以往的经验对一部分状态空间进行了排除,从而实现了简化)。从我的角度看,人类早就应该被打败了。。。人类显在的思考空间就我看来十分有限。

AI实现的基本思路-极大极小值搜索算法

硬核破解方法:列出每种情况:
image

那么我们如何才能知道哪一个分支的走法是最优的,我们就需要一个评估函数能对当前整个局势作出评估,返回一个分数。我们规定对电脑越有利,分数越大,对玩家越有利,分数越小,分数的起点是0。

var r = function(deep, alpha, beta, role, step, steps, spread) {

  var _e = board.evaluate(role)
//evaluate是对当前棋盘局势的判断,评估函数
//连五,100000
//活四, 10000
//活三 1000
//活二 100
//活一 10
//死四, 1000
//死三 100
//死二 10
//等等,当然这个分数对于双方角色而言是相反的
  var leaf = {
    score: _e,
    step: step,
    steps: steps
  }
    return leaf
  }
  
  var best = {
    score: MIN,
    step: step,
    steps: steps
  }
  // 双方个下两个子之后,开启star spread 模式
  var points = board.gen(role)
//generator顾名思义,就是在每一步生成所有可以落子的点。
//并不是所有的空位我们又要搜索,很多位置明显不合适的我们可以直接排除。
  if (!points.length) return leaf

  for(var i=0;i<points.length;i++) {
    var p = points[i]
    board.put(p, role)

    var _deep = deep-1

    var _spread = spread

    var _steps = steps.slice(0)
    _steps.push(p)
    var v = r(_deep, -beta, -alpha, R.reverse(role), step+1, _steps, _spread)
    v.score *= -1
    board.remove(p)
 

    // 省略剪枝代码
  }
  return best
}

Alpha Beta 剪枝算法

Alpha Beta 剪枝算法是一种安全的剪枝策略,也就是不会对棋力产生任何负面影响。它的基本依据是:棋手不会做出对自己不利的选择。依据这个前提,如果一个节点明显是不利于自己的节点,那么就可以直接剪掉这个节点。

这个讲的比较清楚

假设方框是极大值的节点,圆是极小值的节点,B的值为18,D的值为16,而C是极小值,因此C<=16,A取max(B,C),因而没有必要考虑C的其他子节点。

很显然,这个剪枝的效果是取决于节点的排列顺序的~
如何排列节点,排列需要考虑的着子呢?
那么如何排序呢?就是给所有待搜索的位置进行打分,按照分数的高低来排序。注意这个打分算法是对某一个空位进行打分,和对整个棋盘进行打分的 evaluate 函数是不一样的。不过打分的基本原理是相同的。具体就是根据这个位置是否能成五,活四,活三等来进行打分。

启发式搜索

启发式搜索用于上面说过的每个位置的打分,是根据五子棋的经验来实现的。

迭代加深

迭代加深的优势
迭代加深就是先算4步看能不能赢,不行的话再多算算。
迭代加深可以在找到最优解的同时,只增加非常小的额外时间开销,很多时候甚至可以减少开销。假设我们平均一步 50种选择,那么可以证明,4层搜索只需要6层搜索 1/2500 分之一的时间,所以我们额外进行的浅层搜索即使全部没有找到结果,也额外增加了可以忽略不计的时间。另外很可能浅层搜索就能找到最优解,此时可以极大提升效率。

相比之下,如果是搜索到全部最高分解再比较路径长短,时间复杂度会成倍增加。


Zobrist 置换表

关于五子棋的主要思路就是这样了,具体细节如两个评估棋面、着点分数的函数得根据实际设计。
Zobrist 置换表相当于对于计算出来的决策树的保存。具体详见这里

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