文档介绍：五子棋算法探讨
近来随着计算机的快速发展,各种棋类游戏被纷纷请进了电脑,使得那些喜爱下棋,又常常苦于没有对手的棋迷们能随时过足棋瘾。而且这类软件个个水平颇高,大有与人脑分庭抗礼之势。其中战胜过国际象棋世界冠军-卡斯帕罗夫的“深蓝”便是最具说服力的代表;其它像围棋的“手淡”、象棋的“将族”等也以其优秀的人工智能深受棋迷喜爱;而我们今天将向大家介绍的是五子棋的算法。
当我们与电脑对战时,您知道这些软件是怎样象人脑一样进行思考的吗?前不久我曾编写过一个五子棋的游戏,在这里就以此为例和大家一起探讨探讨。
总的来说(我们假定您熟悉五子棋的基本规则),要让电脑知道该在哪一点下子,就要根据盘面的形势,为每一可能落子的点计算其重要程度,也就是当这子落下后会形成什么棋型(如:“冲四”、“活三”等),然后通览全盘选出最重要的一点,这便是最基本的算法。当然,仅靠当前盘面进行判断是远远不够的,这样下棋很容易掉进玩家设下的陷阱,因为它没有考虑以后的变化。所以在此基础上我们加入递归调用,即:在电脑中预测出今后几步的各种走法,以便作出最佳选择,这也是我们下棋时常说的“想了几步”。如此一来您的程序便具有一定的水平了。什么?不信!过来试试吧!
总体思路弄清之后,下面进行具体讨论:
一:数据结构
先来看看数据结构,我们需要哪些变量?
首先得为整个棋盘建立一张表格用以记录棋子信息,我们使用一个15*15的二维数组 Table[15][15] (15*15是五子棋棋盘的大小),数组的每一个元素对应棋盘上的一个交叉点,用‘0’表示空位、‘1’代表己方的子、‘2’代表对方的子;这张表也是今后分析的基础。
puter[15][15][4]和Player[15][15][4],用来存放棋型数据,就是刚才所说的重要程度,比如用‘20’代表“冲四”的点,用‘15’代表“活三”的点,那么在计算重要性时,就可以根据20>15得出前者比后者重要,下子时电脑便会自动选择“冲四”的点。那为什么棋型表要使用三维数组呢?因为棋盘上的每一个点都可以与横、竖、左斜、右斜四个方向的棋子构成不同的棋型,所以一个点总共有4个记录;这样做的另一个好处是可以轻易判断出复合棋型,例如:如果同一点上有2个‘15’就是双三、有一个‘15’和一个‘20’就是四三。
怎么样!3个数组构成了程序的基本数据骨架,今后只要再加入一些辅助变量便可以应付自如了。应该不会太难吧?OK!有了这么多有用的数据,我们就可以深入到程序的流程中去了。
二:程序流程
我们主要讨论五子棋的核心算法,即:人工智能部分,而其他像图形显示、键盘鼠标控制等,因较为简单,所以就不作过多介绍了。
首先,请仔细阅读图1:
我们看到本程序由六个基本功能模块构成,各模块的详细分析如下:
(1)初始化:首先,建立盘面数组Table[15][15]、puter[15][15][4]和Player[15][15][4]并将它们清零以备使用;然后初始化显示器、键盘、鼠等输入输出设备并在屏幕上画出棋盘。
(2)主循环控制模块:控制下棋顺序,当轮到某方下子时,负责将程序转到相应的模块中去,主要担当一个调度者的角色。
(3)玩家下子:当轮到玩家下时,您通过键盘或鼠标在棋盘上落子,程序会根据该点的位置,在Table[15][15]数组的相应