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象棋人工智能算法的C++实现(二)

象棋人工智能算法的C++实现(二)

作者: 代码人生ll | 来源:发表于2019-02-26 11:46 被阅读0次

    前言:在看完上一期《象棋人工智能算法的C++实现(一)》后,是不是对这个项目感到有点小兴奋呢?但是我首先要声明的是,这并不是最前沿的人工智能,所用的算法或许不是最快速的,只是闲的没事做着玩的一个小项目。欢迎各位攻城狮、各位行业大牛的讨论、批评与指正。

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    有了上一期的铺垫,本期就可以实现诸如马走日、象走田等各种棋子的走棋算法了。为了方便后期人工智能算法的实现,我们写一个总的canMove函数,在这个总的canMove函数里调用各种类型棋子的canMove函数来判断各种棋子选择的路径能不能走得通。

    总的canMove函数的源代码:

    bool Board::canMove(int moveid, int killid, int row, int col)

    {

    if(killid==-1||!sameColor(moveid,killid))

    {

    switch(_s[moveid]._type)

    {

    case Stone::JIANG:

    return canMoveJIANG(moveid,row,col,killid);

    break;

    case Stone::SHI:

    return canMoveSHI(moveid,row,col,killid);

    break;

    case Stone::XIANG:

    return canMoveXIANG(moveid,row,col,killid);

    break;

    case Stone::CHE:

    return canMoveCHE(moveid,row,col,killid);

    break;

    case Stone::MA:

    return canMoveMA(moveid,row,col,killid);

    break;

    case Stone::PAO:

    return canMovePAO(moveid,row,col,killid);

    break;

    case Stone::BING:

    return canMoveBING(moveid,row,col,killid);

    break;

    default: break;

    }

    }

    //move的棋子和kill的棋子是相同颜色的

    if(sameColor(moveid,killid))

    {

    /*换选择*/

    _selectid=killid;

    update();

    return false;

    }

    return true;

    }

    本期博客主要介绍相对简单的士、兵、相、马的走棋算法。

    1.士的走棋算法

    士的走棋规则:只能在米字格(大本营)内行走,且一次只能沿着对角线斜着走一步。

    上canMoveSHI函数的源代码:

    bool Board::canMoveSHI(int moveid,int row,int col,int killid)

    {

    if(_s[moveid]._red)

    {

    //判断红方士的纵向行走是否超出米字格范围

    if(row>2) return false;

    }

    else

    {

    //判断黑方士的纵向行走是否超出米字格范围

    if(row<7) return false;

    }

    //判断红黑双方方士的横向行走是否超出米字格范围

    if(col<3) return false;

    if(col>5) return false;

    //判断是否为沿着对角线斜着行走

    int dr=_s[moveid]._row-row;

    int dc=_s[moveid]._col-col;

    if(abs(dr)==1&&abs(dc)==1)

    return true;

    return false;

    }

    算法解析:红方和黑方的米字格范围不同,红方米字格的范围:row:0~2,col:3~5;黑方米字格的范围:row:7~9,col:3~5。要想让士沿着对角线斜着走,就是想让移动前后的横坐标差的绝对值和纵坐标差的绝对值都为1,横纵各移动一个单位长度。

    士的行走图示:

    2.兵的走棋算法

    兵的走棋规则:无论过没过河,纵向上都不能走回头路。没过河的时候只能纵向走,过了河才可以横向走。

    上canMoveBING函数的源代码:

    bool Board::canMoveBING(int moveid,int row,int col,int killid)

    {

    /*兵的走棋规则*/

    int dr=_s[moveid]._row-row;

    int dc=_s[moveid]._col-col;

    //红棋

    if(_s[moveid]._red)

    {

    //过河前

    if(_s[moveid]._row>=3&&_s[moveid]._row<=4)

    {

    //竖着走

    if(dr==-1&&dc==0)

    return true;

    //横着走

    else

    return false;

    }

    //过河后

    else

    {

    if(abs(dr)==1&&abs(dc)==0||(abs(dc)==1&&abs(dr)==0))

    {

    //竖着走

    if(dr==1)

    //竖着走走了回头路就要返回错误

    return false;

    //横着走

    else

    return true;

    }

    else

    return false;

    }

    }

    //黑棋

    else

    {

    //过河前

    if(_s[moveid]._row>=5&&_s[moveid]._row<=6)

    {

    //竖着走

    if(dr==1&&dc==0)

    return true;

    //横着走

    else

    return false;

    }

    //过河后

    else

    {

    //竖着走

    if(abs(dr)==1&&abs(dc)==0||(abs(dc)==1&&abs(dr)==0))

    {

    //竖着走走了回头路就要返回错误

    if(dr==-1)

    return false;

    //横着走

    else

    return true;

    }

    else

    return false;

    }

    }

    return true;

    }

    算法解析:兵的走棋算法的实现就比士的要难,既要处理每次移动的长度又要区分过河前和过河后的情况。实现不能走回头路的方法是计算行坐标差,以下图所示为例,以上一期博客所述的坐标系为准,红方在上,黑方在下,则红兵不能走回头路的控制条件就是行坐标差(当前位置的行坐标-目标位置的行坐标)必须为-1,黑兵不能走回头路的控制条件就是行坐标差(当前位置的行坐标-目标位置的行坐标)必须为1。实现过河与否的判断则是通过简单的行坐标范围来界定。实现步长为1的控制则更为简单,即行坐标差的绝对值为1且列坐标差的绝对值为0(或行坐标差的绝对值为0且列坐标差的绝对值为1)。

    3.相的走棋算法

    相的走棋规则:走田字格。若所跨田字格的中心位置有棋子存在,此时为“别象眼”,相便不能完成行走。相不能过河。

    上canMoveXIANG函数的源代码:

    bool Board::canMoveXIANG(int moveid,int row,int col,int killid)

    {

    //不能过河

    if(_s[moveid]._red)

    {

    if(row>4) return false;

    }

    else

    {

    if(row<5) return false;

    }

    //走田字格

    int dr=_s[moveid]._row-row;

    int dc=_s[moveid]._col-col;

    int medium_r=(_s[moveid]._row+row)/2;

    int medium_c=(_s[moveid]._col+col)/2;

    if(abs(dr)==2&&abs(dc)==2)

    //别象眼检验

    if(!beStone(medium_r,medium_c))

    return true;

    return false;

    }

    算法解析:实现走田字格的控制条件即是行坐标差的绝对值为2且列坐标差的绝对值为2(横纵方向上的移动步长都为2)。实现过河与否的判断则是通过简单的行坐标范围来界定。别象眼检验是相的走棋算法的核心部分,此处运用了一点初中数学知识,即中点坐标的求法,田字格对角线上的中点的坐标为((相的当前行坐标+目标位置行坐标)/2,(相的当前位置列坐标+目标位置列坐标)/2)。确定了象眼的行列坐标再调用上期博客介绍的beStone函数即可得知象眼处是否有棋子,若有棋子相则不能完成行走。

    相的行走图示:

    4.马的走棋算法

    马的走棋规则:走日字格(横向移动1格且竖向移动2格or横向移动2格且竖向移动1格)。移动2格的那个方向上距离马当前位置最近的位置上若有棋子存在,则此时为“别马腿”,马便不能完成行走。

    上canMoveMA函数的源代码:

    bool Board::canMoveMA(int moveid,int row,int col,int killid)

    {

    int dr=_s[moveid]._row-row;

    int dc=_s[moveid]._col-col;

    int medium_r=(_s[moveid]._row+row)/2;

    int medium_c=(_s[moveid]._col+col)/2;

    if(abs(dr)==1&&abs(dc)==2||(abs(dr)==2&&abs(dc)==1))

    {

    if(abs(dr)==2)

    {

    //别马腿检验

    if(beStone(medium_r,_s[moveid]._col)==false)

    return true;

    }

    else

    {

    //别马腿检验

    if(beStone(_s[moveid]._row,medium_c)==false)

    return true;

    }

    }

    return false;

    }

    算法解析:实现走日字格的方法是控制行坐标差的绝对值为1且列坐标差的绝对值为2(或行坐标差的绝对值为2且列坐标差的绝对值为1)。要想实现别马腿的检验就要先确定马的“绊脚石”的行列坐标,若马的移动步长为2的方向为横向,则该“绊脚石”的坐标为(马的当前位置行坐标,(马的当前位置列坐标+目标位置列坐标)/2);若马的移动步长为2的方向为纵向,则该“绊脚石”的坐标为((马的当前位置行坐标+目标位置行坐标)/2,马的当前位置列坐标)。

    马的行走图示:

    看到这里可能有人会说,我不会使用Qt开发项目,不用担心,整个项目的算法都可以抽象到控制台应用程序(黑框框)中,大家可以先动脑筋实现一下。如果后期还有人提问在黑框框中如何实现,我会视具体情况在后面的博客中加以介绍。

    这个项目我会连载,后期各种算法的实现敬请期待!

    - The End -

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