我的五子棋人工智能算法

近期完成了一个支持人机对战的五子棋游戏。虽然比较简单，而且对于常下五子棋的人来说，计算机的胜率往往低于50％，但无论如何，我对人工智能一块还是比较满意，所以发表出来，以期抛砖引玉，和大家共同探讨。

对于五子棋游戏来说，人工智能的核心思想是：分析棋盘上所有的空白棋格，并找出最应该下在哪里（我认为所谓人工智能，就是将人的智能用计算机语言来描述而已。所以我的所有思想，均是从我自己的下棋经验中总结出来的）。

首先，为了叙述方便，做如下约定（可能不是很专业）：假如有连续的同色三子，并且两头没有对手的封堵，称为活三；如果两头均被封堵，称为死三；如果有一头被封堵，我称为冲三。

由于直接分析棋盘非常抽象，难以表述，所以我采用的方法是，假设有一子下在当前棋格，然后考虑该子对棋盘格局的影响。这样有了参照点，就便于思考。

找到一个空白棋格后，我先假设己方走一子（这个考虑的是攻击性），然后在某一方向上会出现5大类情况：5连、4连、3连、2连、1连（即原来有4－0子）；每一个大类又分3种情况：活、冲、死。所以一共有15种情况。一共4个方向（横、竖、左斜、右斜），所以一共有4*15=60种情况。然后再假设对方走一子（预计对手走该子会造成什么影响，如果对手的攻击性很高，必须提前走该子以防御对手），也有60种情况。故每个空白棋格，必须考虑120种情况。

根据我的下棋经验具体分来，120种情况可以分为3大类：
无论己方还是对方，如果下一子后能够形成5连，无论活、冲、死，均应该具有最高的优先级（因为此时已经能决定胜负了），另外无论己方还是对手，活4，冲4的优先级都比较高，必须优先作出响应。这一类情况称为绝对优先（关于对方活5的情况比较特殊。按理来说将要出现活5是因为现在棋盘已经出现对手活四，此时已经没有处理的意义了，但由于此时胜负只在1步之间：如果己方也能出现5连（由后面的优先级公式可以看出，己方5连优先级大于敌方5连），那么此时己方先赢；如果没有5连，那己方必输，无论对敌方进行封堵还是另外走其他子都不影响最终结果。故为了计算优先级的方便，将对方活5也放在绝对优先里）；
除了死5外，任何死棋均没有处理的意义（两头都被堵了），另外1连的情况也没有处理的意义（这意味着周围没有同色子，我认为没有人会这样走），所以均应该具有最低的优先级，称为绝对不优先；
除了这两类以外的所有情况，均称为普通优先。

以己方横向为例，分析一下我的代码：
 int NumOfChess;//有几枚连续己方子
 int m,n;
 int NumOfNChess;//对方在几端进行了封堵
 
 //己方横向
 NumOfChess = 1;  //己方已经下了一子（在当前格）
 NumOfNChess = 0;
 m = x - 1;       //当前棋格的左边，还有没有己方的子
 while (m >= 0  && m_board[m][y] == m_FlagRival)
 {
  NumOfChess ++;
  m--;
 }
  //如果己方最左边子的左边，已经没有空白棋格，即可认定左端已经被封堵
 if (m < 0) NumOfNChess++;//左边是边界 
 else
 {
  if (m_board[m][y] != 0) NumOfNChess++;//左边是对手的棋
 }

 m = x + 1;    //同理考察右边
 while (m < MAX  && m_board[m][y] == m_FlagRival)
 {
  NumOfChess ++;
  m++;
 }
 if (m >= MAX) NumOfNChess++;
 else
 {
  if (m_board[m][y] != 0) NumOfNChess++;
 }

 //己方横向一共可能有15种情况，先分析此时是不是绝对不优先的情况
 if((NumOfChess < 5 && NumOfNChess == 2) || NumOfChess == 1)
  m_iTempBuf[0] = 0;
 //当排除绝对不优先的情况后，计算此时的优先级（是否绝对优先，需要在后面判断）
 else m_iTempBuf[0] = NumOfChess * 10 + 3 - NumOfNChess;

如果是敌方横向，计算优先级的公式稍有变化：
 else m_iTempBuf[4] = NumOfChess * 10 - 3 - NumOfNChess;
其他方向的代码类似。

在这里，m_iTempBuf是一个整型数组，前8位（下标0-7）分别存储己方4个方向和敌方4个方向的优先级。当全部计算完之后，继续进行如下处理：
 m_iTempBuf[8] = 0;    //该位计算攻击力之和
 //计算攻击力之和
 for(m = 0; m < 4; m++)
  m_iTempBuf[8] += m_iTempBuf[m];
 
 //找出最大优先级，并存入tempPriority
 int tempPriority = m_iTempBuf[0];
 for (m = 1; m < 8; m++)
 {
  if (m_iTempBuf[m] > tempPriority)
   tempPriority = m_iTempBuf[m];
 }

 int Priority = tempPriority * 4;//单方向最大优先级的返回值
 //如果找出的最大优先级是绝对优先级，则当前棋格的优先级就是Priority（其值*4）
 if (tempPriority > 36)   //用上述计算优先级的公式计算出的值大于36即为绝对优先级
  return Priority;
 //否则返回的优先级为4个方向攻击力之和与单方向最大优先级中的最大值
 //（此时明白为什么需要*4了吧。攻击力之和是4个方向优先级之和。要正确比较攻击力之和与单向优先级哪个更高，必须将单向的值*4）
 else
  return (Priority > m_iTempBuf[8] ? Priority : m_iTempBuf[8]);

此时计算的是某一点的优先级。遍历棋盘，计算各个空白点的优先级，然后找出优先级最大的点，就可以走棋了。

 

当然，我的算法肯定还比较粗糙。各位高手如果思考过五子棋人工智能算法，请不吝赐教，或者共同讨论。我的邮箱是[email protected]