Python实现五子棋人机对战

五子棋是常见的一款小游戏，五子棋问题是人工智能中的一个经典问题。这篇文章主要介绍了 python版本五子棋的实现代码，大家可以做个参考，与我的 傻儿子对弈一下。

 

简 述

虽然计算机已经几乎破解了五子棋的取胜秘籍，甚至给出了取胜的具体方案，然而，对人来说，五子棋还是非常有玩头的。

我们往往有五子棋的技巧性和全局观远远比不上象棋，围棋之类的感觉：

这个真不一定，先说技巧性：五子棋、象棋、围棋的最初级技巧都是死活题。围棋那高难度的生死题我就不多说了。而象棋如果只是说铁门栓天地炮等等杀法，其实还是很好掌握的；如果加上各种基础的残局估计差不多。五子棋的话，坂田三手胜与天狗道场，或者是贴吧里边各种变态杀法题，也不敢说简单。

扯远啦~，这篇文章主要是要用python来实现五子棋的人机对战，可以趣味性地玩一下，远没有到不可战胜的程度。

 

问题描述

人机对弈算法属于策略型人工智能算法，本游戏中设置了人机对弈的游戏模式，整个程序我们有几个大的问题需要解决：

1)、计算机需要判断胜负

2)、计算机落子的逻辑

第一个问题的核心思想是要设置对局结束的判断逻辑，在这部分我们只需要写出五子相连的判断条件；

第二个问题的核心思想是要比较不同落子的优劣势，需要评估每一步的胜算。

其算法如下：

• 写出获胜逻辑或者设置所有获胜组合

●	●	●	●	●	●	●	●	●	●
●	●	●	●	●	●	●	●	●	●
●	●	●	●	●	●	●	●	●	●
●	●	●	●	●	●	●	●	●	●
●	●	●	●	●	●	●	●	●	●
●	●	●	●	●	●	●	●	●	●
●	●	●	●	●	●	●	●	●	●
●	●	●	●	●	●	●	●	●	●
●	●	●	●	●	●	●	●	●	●
●	●	●	●	●	●	●	●	●	●

获胜逻辑：一个二维坐标上，判断上下、左右、两个45度直线，是否有五个相同的直连棋子。

 

• 评估棋格获胜分数

在计算机下棋之前，会计算空白棋格上的获胜分数，根据分数高低获取最佳位置。计算机会将棋子下在获胜分数最高的地方。

当已放置4颗棋子时，必须在第五个空棋格上设置绝对高的分值。

 

• 计算机的攻击与防守

计算机计算获胜分值越高的棋格，就能确定能让自己的棋子最有可能达成联机的位置，也就是最佳进攻位置，而一旦计算机能确定自己的最高分值的位置，计算机就具备了进攻能力。同理，计算机能计算出玩家的最大分值位置，并抢先玩家获得该位置，这样计算机就具有了防御的能力。

 

代码实现

• 棋盘

棋盘是我们整个游戏的落子范围，需要提前定义好大小：

# 画棋盘
def GobangWin():
    gw = GraphWin('AI Gobang', GRID_WIDTH*COLUMN, GRID_WIDTH*ROW)
    gw.setBackground('gray')
    for j in range(0, GRID_WIDTH*COLUMN+1, GRID_WIDTH):
        l = Line(Point(j, 0), Point(j, GRID_WIDTH*COLUMN))
        l.draw(gw)
    for i in range(0, GRID_WIDTH*ROW+1, GRID_WIDTH):
        l = Line(Point(0, i), Point(GRID_WIDTH*ROW, i))
        l.draw(gw)
    return gw

• 棋子

在棋盘上画一个棋子：

col =(255, 0, 0)
surf.fill((255, 255, 255))
pygame.gfxdraw.aacircle(surf, x, y, 30, col)
pygame.gfxdraw.filled_circle(surf, x, y, 30, col)

 

• 落子

通过鼠标点击的位置记录落子，这里核心是要实现的点击鼠标获取坐标，可以使用Graphics

from graphics import * 
#设置画布窗口名和尺寸 
win = GraphWin('hehe', 666, 666) 
#关闭画布窗口 
win.getMouse() 
win.close()   
#画点 
pt = Point(100, 100) 
pt.draw(win) 
#画圆 
cir = Circle(Point(200, 200), 75) 
cir.draw(win) 
cir.setOutline('red') #外围轮廓颜色 
cir.setFill('yellow') #填充颜色  
#画线 
line = Line(Point(650, 100), Point(250, 100)) 
line.draw(win)  
#画矩形 
rect = Rectangle(Point(300, 300), Point(400, 400)) 
rect.setFill('red') #填充颜色 
rect.draw(win) 
#画椭圆 
oval = Oval(Point(450, 450), Point(600, 600)) 
oval.setFill('red') #填充颜色 
oval.draw(win)   
#显示文字 
message = Text(Point(win.getWidth()/2, 20), 'Click anywhere to quit.') 
message.draw(win)

• 判断输赢

一个二维坐标上，判断上下、左右、两个45度直线，是否有五个相同的直连棋子，只要五子相连则游戏结束。或者遍历每一种获胜情况都可以做出判断:

# 四种情况
def is_GameOver(list_now):
    for c in range(COLUMN):
        for r in range(ROW):
            if r < ROW - 4 and (r, c) in list_now and (r+1, c) in list_now and (r+2, c) in list_now and (r+3, c) in list_now and (r+4, c) in list_now:
                return True
            elif c < COLUMN - 4 and (r, c) in list_now and (r, c+1) in list_now and (r, c+2) in list_now and (r, c+3) in list_now and (r, c+4) in list_now:
                return True
            elif r < ROW - 4 and c < COLUMN - 4 and (r, c) in list_now and (r+1, c+1) in list_now and (r+2, c+2) in list_now and (r+3, c+3) in list_now and (r+4, c+4) in list_now:
                return True
            elif r > 3 and c < COLUMN - 4 and (r, c) in list_now and (r-1, c+1) in list_now and (r-2, c+2) in list_now and (r-3, c+3) in list_now and (r-4, c+4) in list_now:
                return True
    return False

 

演示操作

下面直接看一下实际操作结果吧～

这里执行起来还是挺慢的，在执行逻辑的判断方面还有很多可以优化的地方。

呼~，傻儿子玩得还不错，还好赢了，另外这个不是深度学习的实现办法，如果想尝试深度学习方法戳这里：

AlphaZero实战：从零学下五子棋（附代码）

https://github.com/junxiaosong/AlphaZero_Gomoku

 

| 作者Info：

【作者】：A字头
【原创公众号】：数据札记倌（Data_Groom）
【简介】：这是一个坚持原创的技术公众号，每天坚持推送各种 Python 基础/进阶文章，数据分析，爬虫实战，机器学习算法，不定期分享各类学习资源。
【福利】：送你新人大礼包一份，关注微信公众号，后台回复：“CSDN” 即可获取！