前言：自AlphaGo戰(zhàn)勝世界著名九段圍棋手李世石之后，我就對(duì)棋類(lèi)人工智能產(chǎn)生了極大的興趣，并想要自己實(shí)現(xiàn)象棋的人工智能。然而那個(gè)時(shí)候我還在讀高二，沒(méi)有這么深厚的代碼基礎(chǔ)，所以那個(gè)時(shí)候也就只能想想了。但是現(xiàn)在不一樣了，通過(guò)學(xué)習(xí)編程，已經(jīng)可以讓我在棋類(lèi)人工智能這個(gè)領(lǐng)域向前探索了。
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首先說(shuō)明一下本系列博客描述的人工智能算法不是基于機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)這么高深的知識(shí)，而是一種窮舉找最優(yōu)走法的算法。之所以AlphaGo不能使用這種算法戰(zhàn)勝李世石，是因?yàn)閲迤寰志謩?shì)的判斷是極為復(fù)雜的，想要窮舉所有的情況，全世界所有的計(jì)算機(jī)一起運(yùn)行一百萬(wàn)年也無(wú)法找到最優(yōu)走法。所以DeepMind團(tuán)隊(duì)的大佬就想出了另一種解決方案就是讓AlphaGo自己學(xué)習(xí)高水平棋手間的對(duì)局，從而提升AlphaGo的棋力。然而象棋的棋局判斷還是比較容易的，殺掉對(duì)面的老將就可以獲勝，殺掉對(duì)面的車(chē)馬炮等棋子就可以提高自己的勝率/降低對(duì)方的勝率。具體的算法在之后的篇章詳細(xì)講解。
實(shí)現(xiàn)本系列博客中算法的編程工具是Qt5.5.1。
既然實(shí)現(xiàn)象棋人工智能的算法的本質(zhì)是窮舉，那么就要找到所有的通路，所謂的通路就是能夠走棋的那些“路”們，走不通的那些“路”就要直接被pass掉。
1.先把棋盤(pán)抽象出來(lái)，象棋棋盤(pán)有10行9列，行標(biāo)設(shè)為0~9，列標(biāo)設(shè)為0~8。以左上角的坐標(biāo)為(0,0)，假設(shè)初始時(shí)上方為紅棋，下方為黑棋。則初始時(shí)所有棋子的坐標(biāo)為：
車(chē)1（紅方）：(0,0)；車(chē)2（紅方）：(0,8)；
馬1（紅方）：(0,1)；馬2（紅方）：(0,7)；
相1（紅方）：(0,2)；相2（紅方）：(0,6)；
士1（紅方）：(0,3)；士2（紅方）：(0,5)；
將（紅方）：(0,4)；
炮1（紅方）：(2,1)；炮2（紅方）：(2,7)；
兵1（紅方）：(3,0)；兵2（紅方）：(3,2)；兵3（紅方）：(0,4)；兵4（紅方）：(0,6)；兵5（紅方）：(0,8)；
注：紅方的棋子行列坐標(biāo)對(duì)應(yīng)黑方棋子的行列坐標(biāo)的關(guān)系為：紅方行號(hào)+黑方行號(hào)=9；紅方列號(hào)+黑方列號(hào)=8。
車(chē)1（黑方）：(9,8)；車(chē)2（黑方）：(9,0)；
馬1（黑方）：(9,7)；馬2（黑方）：(9,1)；
相1（黑方）：(9,6)；相2（黑方）：(9,2)；
士1（黑方）：(9,5)；士2（黑方）：(9,3)；
將（黑方）：(9,4)；
炮1（黑方）：(7,7)；炮2（黑方）：(7,1)；
兵1（黑方）：(6,8)；兵2（黑方）：(6,6)；兵3（黑方）：(6,4)；兵4（黑方）：(6,2)；兵5（黑方）：(6,0)；
下面給大家看一下棋盤(pán)類(lèi)的源代碼，里面是關(guān)于棋盤(pán)類(lèi)的一些屬性（數(shù)據(jù)成員）和需要在棋盤(pán)上進(jìn)行的一些操作（函數(shù)成員），在這里我只給大家提供一個(gè)框架，各種成員函數(shù)的具體實(shí)現(xiàn)就要靠大家開(kāi)動(dòng)腦筋了。
#ifndef?BOARD_H
#define?BOARD_H
#include?<QFrame>
#include?"Stone.h"
#include?"Step.h"
#include?<QVector>
#include?<QMouseEvent>
class?Board?:?public?QWidget
{
Q_OBJECT
public:
explicit?Board(QWidget *parent =?0);
//32顆棋子
Stone _s[32];
//棋子的像素半徑
int?_r;
//選中棋子的id
int?_selectid;
//該不該紅棋走
bool?_bRedTurn;
//保存棋子的行走步驟
QVector _steps;
//輸入行列獲取棋子的id
int?getStoneId(int?row,int?col);
//計(jì)算即將行走的棋子與某一坐標(biāo)之間有幾顆棋子
int?num_of_Stone(int?moveid,int?row,int?col);
//輸入行列坐標(biāo)判斷該坐標(biāo)上有沒(méi)有棋子
bool?beStone(int?row,int?col);
bool?canSelect(int?id);
//最基本的能不能走的判斷判斷
bool?canMove(int?moveid,int?row,int?col,int?killid);
//判斷將能不能走
bool?canMoveJIANG(int?moveid,int?row,int?col,int?killid);
//判斷士能不能走
bool?canMoveSHI(int?moveid,int?row,int?col,int?killid);
//判斷象能不能走
bool?canMoveXIANG(int?moveid,int?row,int?col,int?killid);
//判斷車(chē)能不能走
bool?canMoveCHE(int?moveid,int?row,int?col,int?killid);
//判斷馬能不能走
bool?canMoveMA(int?moveid,int?row,int?col,int?killid);
//判斷炮能不能走
bool?canMovePAO(int?moveid,int?row,int?col,int?killid);
//判斷兵能不能走
bool?canMoveBING(int?moveid,int?row,int?col,int?killid);
//嘗試函數(shù)
void?trySelectStone(int?id);
void?tryMoveStone(int?killid,?int?row,?int?col);
//判斷兩個(gè)棋子是否是同一方的
bool?sameColor(int?id1,?int?id2);
//走棋函數(shù)極其重載
void?moveStone(int?moveid,?int?killid,?int?row,?int?col);
void?moveStone(int?moveid,?int?row,?int?col);
//殺死棋子的函數(shù)
void?killStone(int?id);
//復(fù)活棋子的函數(shù)
void?reliveStone(int?id);
void?saveStep(int?moveid,?int?killid,?int?row,?int?col, QVector& steps);
//與鼠標(biāo)點(diǎn)擊有關(guān)的函數(shù)
void?mouseReleaseEvent(QMouseEvent *);
void?click(QPoint pt);
virtual?void?click(int?id,int?row,int?col);
//獲取鼠標(biāo)點(diǎn)擊位置的行列坐標(biāo)
bool?getRowCol(QPoint pt,int?&row,int?&col);
//與顯示到窗口中有關(guān)的函數(shù)
void?drawStone(QPainter& painter,int?id);
void?paintEvent(QPaintEvent *);
//輸入行列坐標(biāo) 返回像素坐標(biāo)
QPoint?center(int?row,int?col);
//輸入棋子的id 返回像素坐標(biāo)
QPoint?center(int?id);
signals:
public?slots:
};
#endif?// BOARD_H
2.再把棋子抽象出來(lái)。每個(gè)棋子都有一個(gè)id，初始時(shí)共有32枚棋子，id從0到31；棋子所具有的屬性除了id還有所處的行列位置，棋子的類(lèi)型（車(chē)馬炮將士相兵），棋子的顏色（紅/黑），棋子是否還存活著。id置為int型；棋子類(lèi)型置為枚舉類(lèi)型enum TYPE{JIANG,CHE,PAO,MA,BING,SHI,XIANG}；棋子的顏色置為bool型_red，紅棋為true，黑棋為false；棋子是否還存活置為bool型，活著為true，被吃掉為false。
#ifndef?STONE_H
#define?STONE_H
#include?<QString>
class?Stone
{
public:
Stone();
//枚舉棋子的所有類(lèi)型
enum?TYPE{JIANG,CHE,PAO,MA,BING,SHI,XIANG};
//棋子所處的行
int?_row;
//棋子所處的列
int?_col;
//棋子的id
int?_id;
//棋子是否已死
bool?_dead;
//棋子是否為紅子
bool?_red;
//棋子類(lèi)型
TYPE _type;
//初始化棋子
void?init(int?id);
//獲取棋子的類(lèi)型名
QString?getText();
};
#endif?// STONE_H
3.按照象棋的規(guī)則實(shí)現(xiàn)每個(gè)棋子的走法的前期函數(shù)鋪墊。這一部分是后期人工智能算法的基礎(chǔ)，因?yàn)楹笃谝獙⑺心茏叩耐ǖ摹奥贰北４嬖谝粋€(gè)C++容器（類(lèi)似于C語(yǔ)言中的數(shù)組）里。
（1）確定某個(gè)行列位置上是否存在棋子。
這個(gè)函數(shù)在后面具體棋子的走法算法中應(yīng)用的非常廣泛。例如走馬的時(shí)候需要判斷是否別了馬腿，也就是需要判定想要移動(dòng)的馬在要去的方向的正前方的位置是否有別的棋子擋住，即判斷該位置上是否存在棋子；再例如如果出現(xiàn)了“對(duì)將”的情況，需要判斷紅將和黑將之間與其在同一直線(xiàn)上的所有位置上是否存在棋子，若所有位置都不存在棋子則兩個(gè)將可以對(duì)吃。
其實(shí)現(xiàn)的原理很簡(jiǎn)單，即輸入一個(gè)行列坐標(biāo)后遍歷所有存活的棋子的行列坐標(biāo)看一下有沒(méi)有棋子與之完全吻合，若存在這樣的棋子，則表示該行列坐標(biāo)上存在棋子。
/*確定某個(gè)行列位置上是否有棋子*/
bool?Board::beStone(int?row,int?col)
{
for(int?i=0;i<32;i++)
if(_s[i]._row==row&&_s[i]._col==col&&!_s[i]._dead)
return?true;
return?false;
}
（2）計(jì)算某一棋子與某一行列坐標(biāo)之間有幾顆棋子。
這個(gè)函數(shù)主要應(yīng)用在“對(duì)將”以及車(chē)和炮的走棋算法上。例如炮如果想要隔著炮架吃掉對(duì)方的棋子就需要保證該炮與想要吃掉的對(duì)方的棋子之間有且僅有一個(gè)棋子；再例如車(chē)想要走棋到某一行列坐標(biāo)必須保證該車(chē)與想要走到的位置之間沒(méi)有棋子。
有了（1）的鋪墊，本函數(shù)的實(shí)現(xiàn)就變得容易了。首先需要判定一下即將行走的棋子的位置與目標(biāo)位置在不在同一行（列）上。如果不在同一行（列）上則直接返回-1；如果在則可以遍歷一整行（列）并調(diào)用（1）所介紹的函數(shù)beStone來(lái)統(tǒng)計(jì)即將行走的棋子與目標(biāo)位置之間棋子的個(gè)數(shù)。
//計(jì)算即將行走的棋子與某一坐標(biāo)之間有幾顆棋子 默認(rèn)返回值為-1
int?Board::num_of_Stone(int?moveid,int?row,int?col)
{
int?i;
int?sum=0;
if(_s[moveid]._row==row)
{
if(col-_s[moveid]._col>0)
for(i=_s[moveid]._col+1;i
{
if(beStone(_s[moveid]._row,i)==true)
sum++;
}
else
for(i=_s[moveid]._col-1;i>col;i--)
{
if(beStone(_s[moveid]._row,i)==true)
sum++;
}
return?sum;
}
else?if(_s[moveid]._col==col)
{
if(row-_s[moveid]._row>0)
for(i=_s[moveid]._row+1;i
{
if(beStone(i,_s[moveid]._col)==true)
sum++;
}
else
for(i=_s[moveid]._row-1;i>row;i--)
{
if(beStone(i,_s[moveid]._col)==true)
sum++;
}
return?sum;
}
//兩個(gè)棋子不在一條直線(xiàn)上
return?-1;
}
- The End -
print_r('點(diǎn)個(gè)贊吧')；
var_dump('點(diǎn)個(gè)贊吧')；
NSLog(@"點(diǎn)個(gè)贊吧！")
System.out.println("點(diǎn)個(gè)贊吧!");
console.log("點(diǎn)個(gè)贊吧!");
print("點(diǎn)個(gè)贊吧!");
printf("點(diǎn)個(gè)贊吧!\n");
cout << "點(diǎn)個(gè)贊吧!" << endl;
Console.WriteLine("點(diǎn)個(gè)贊吧!");
fmt.Println("點(diǎn)個(gè)贊吧!")
Response.Write("點(diǎn)個(gè)贊吧")；
alert（’點(diǎn)個(gè)贊吧’）
