2016年7月16日(阿尔法-贝塔 筛选树)

突然心血来潮,想做《人工智能-一种现代方法第三版》的笔记,那就做吧:

不知不觉已经研究到第五章,

ch5 Adversarial Searching,意味竞争搜索,广泛用于两人、多人博弈中。

先从简单的两人、完全信息、零和游戏开始:

零和:零和博弈表示所有博弈方的利益之和为零或一个常数,即一方有所得,其他方必有所失。双方不合作。

我们考虑的是一个online search的方法,相对于offline search——给定输入\输出每一步该怎么走;我们输入自己和对手的行为方式,输出“我”下一步该怎么走(对方是不是按照我预计的出牌?我也不知道,所以是一个online search)

我们有一个抽象的效用函数(utility funciton),在terminal node(leaf node?)返回效用值

我们引入一个max-min搜索树,max搜索对自己最有利的(选最大效用),min搜索对自己不利(模拟对手,选最小效用值),两者交替,depth first search。Max函数先走。

此算法突出一个我中有你,你中有我:

def Max-Value(state): # returns a maximal utility value
 if Terminal-Test(state):
  return Utility(state)
 v = -infinity
 for a in Actions(state):
  v = max(v, Min-Value(Result(state,a)))
 return v

def Min-Value(state): # returns a minimal utility value
 if Terminal-Test(state):
  return Utility(state)
 v = +infinity
 for a in Actions(state):
  v = min(v, Max-Value(Result(state,a)))
 return v

def MinMax-Decision(state): # returns an optimal action
 return arg-max(Min-Value(Result(state,a)) for a in Actions(state)) #此句同样可以写成:v = Max-Value(state); return an action in Actions(state) with value v;

def Max-Value(state,alpha,beta): # returns a utility value
 if Terminal-Test(state):
  return Utility(state)
 v = -infinity
 for a in Actions(state):
  v = max(v, Min-Value(Result(state,a)))
  if v >= beta: return v # 此循环为Max-value函数内,那么父级就一个Min-value函数,如果下界比父级Min-value的上界还要大,是可定不会选这个分支的,直接返回即可
  alpha = max(alpha, v)
 return v

def Min-Value(state,appha,beta): # returns a utility value
 if Terminal-Test(state):
  return Utility(state)
 v = +infinity
 for a in Actions(state):
  v = min(v, Max-Value(Result(state,a)))
  if v<=alpha: return v # 此循环为Min-value函数内,那么父级就一个Max-value函数,如果上界比父级Max-value的下界还要小,是可定不会选这个分支的,直接返回即可
  beta = min(v,beta)
 return v

def Aplpha-Beta-search(state): # returns an optimal action
 v = Max-Value(state,-infinity,+infinity) 
 return an action in Actions(state) with value v;

我们规定(alpha,beta)为一个节点能够选择的actions的untility value的区间。
max-value节点继承父级的上下界,并得出自己下界,因为max-value能够选择的必须要比下界大。
min-value节点继承父级的上下界,并得出自己的上界,因为min-value能够选择的必须要比上界小。

解释一下,max-value节点父级是一个min-value节点,min-value节点只能选比自己当前上界(beta)小的action,一个子级max-value节点的alpha比父级min-value节点的beta还要大的话,我们就自动忽略这个max-value节点(pruning)

反之亦然,min-value节点父级是一个max-value节点,max-value节点只能选比自己当前下界(alpha)大的action,一个子级min-value节点的beta比父级max-value节点的alpha还要小的话,我们就自动忽略这个min-value节点(pruning)

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