黑白棋人机对战完整代码

本文所有内容（包括每一行代码）都是笔者原创。

在我的 控制台上的黑白棋 这篇博客中，给出了起初我写的双人对战的代码，在本文中，我加入了人机对战的功能，并完善了代码。

完整代码：

#include "stdafx.h"
#include
#include  
#include
using namespace std;

int list[8][8] = { 0 };   //棋盘状态,1是黑子，2是白子，0是空的
int p = 1, aip = 0, air, aic, lastr = 0, lastc = 0;	//p是现在该谁下，1是黑方，2是白方
int p1, p2, p3, p4, temp1[8][8], temp2[8][8], temp3[8][8], temp4[8][8];//4层博弈对应的AI分数和棋局
const int dr[8] = { 0, 0, 1, 1, 1, -1, -1, -1 }, dc[8] = { 1, -1, 0, 1, -1, 0, 1, -1 };//8个方向向量
int book[65]; //棋谱
const int no = 1000;//AI的分数不可能达到的上界值
const int prio[8][8] =
{                       //prio是每个位置的优先级，数值越高越好
	{ 80, -20, 8, 6, 6, 8, -20, 80 },
	{ -20, -20, 0, -1, -1, 0, -20, -20 },
	{ 8, 0, 3, 5, 5, 3, 0, 8 },
	{ 6, -1, 5, 1, 1, 5, -1, 6 },
	{ 6, -1, 5, 1, 1, 5, -1, 6 },
	{ 8, 0, 3, 5, 5, 3, 0, 8 },
	{ -20, -20, 0, -1, -1, 0, -20, -20 },
	{ 80, -20, 8, 6, 6, 8, -20, 80 }
};

bool playOK(int r, int c, int dr, int dc)					//判断某个格子的某个方向能否下子
{
	if (list[r][c] != 0)return false;
	int tr = r, tc = c;                  //tr和tc分别表示该点通过行和列往特定方向移动后的坐标
	while (tr + dr >= 0 && tr + dr < 8 && tc + dc >= 0 && tc + dc < 8 && list[tr + dr][tc + dc] == 3 - p)
	{		//循环遍历，未到达边界或者右边的棋子是对方的则循环继续，否则循环退出
		tr += dr, tc += dc;    //移动坐标
	}
	//若使循环退出的那一格里，是对方的棋子，则(r,c)可落子，否则不可落子
	if (tr == r && tc == c)return false;		//难点，这一句不可少
	if (tr + dr >= 0 && tr + dr < 8 && tc + dc >= 0 && tc + dc < 8 && list[tr + dr][tc + dc] == p)return true;
	return false;
}

bool OK(int r, int c)					//判断某个格子能否下子
{
	if (list[r][c])return false;
	for (int i = 0; i < 8; i++)  //只要一个方向满足可以下的条件，就可以下
	if (playOK(r, c, dr[i], dc[i]))return true;   //调用
	return false;
}

int num(int k)  //统计棋子数目，1是黑子，2是白子
{
	int s = 0;
	for (int i = 0; i < 8; i++)for (int j = 0; j < 8; j++)if (list[i][j] == k)s++;
	return s;
}

void display()  //显示棋盘和棋子
{
	system("cls");
	for (int i = 0; i < 8; i++)
	{
		if (!i)
		{
			cout << "    ";
			for (int j = 0; j < 8; j++)cout << char('A' + j) << "    ";
			cout << endl;
		}
		cout << i + 1 << "  ";
		for (int j = 0; j < 8; j++)
		{
			if (list[i][j] == 2)cout << "○"; else if (list[i][j] == 1)cout << "●";
			else if (OK(i, j))cout << "？"; else	cout << " .";    //调用
			cout << "   ";
		}
		cout << endl << endl;
	}
	cout << "黑方：" << num(1) << "      白方：" << num(2) << "       轮到";  //调用
	if (p == 1)cout << "黑方下\n"; else cout << "白方下\n";
	cout << "候选项:";
	for (int i = 0; i < 8; i++)for (int j = 0; j < 8; j++)if (OK(i, j))    //调用
		cout << "  " << char('1' + i) << char('A' + j);
	cout << "\n最后一个落子位置是" << lastr + 1 << char(lastc + 'A');
}

void init()  //初始化
{
	list[3][3] = list[4][4] = 2;
	list[3][4] = list[4][3] = 1;
	while (aip != 1 && aip != 2 && aip != 3)
	{
		cout << "选择\n1，人机对战，AI先\n2，人机对战，玩家先\n3，双人对战\n";
		cin >> aip;
	}
	display();  //调用
}

bool end_()  //判断游戏是否结束
{
	for (int i = 0; i < 8; i++)for (int j = 0; j < 8; j++)if (OK(i, j))return false;   //调用
	p = 3 - p;			//改变p的2个地方之一
	for (int i = 0; i < 8; i++)for (int j = 0; j < 8; j++)if (OK(i, j))return false;  //调用
	display();
	cout << "\n游戏结束\n";
	if (num(1) < num(2))cout << "白方胜利";    //调用
	else if (num(1)>num(2))cout << "黑方胜利";    //调用
	else cout << "平局";
	return true;
}


void turn(int tr, int tc, int dr, int dc)  //吃子函数play()的一个方向
{
	if (!playOK(tr, tc, dr, dc))return;  //难点，这一句不可少     //调用
	while (tr + dr >= 0 && tr + dr < 8 && tc + dc >= 0 && tc + dc < 8 && list[tr + dr][tc + dc] == 3 - p)
	{
		list[tr + dr][tc + dc] = p; //在该处换掉棋子的颜色
		tr += dr, tc += dc;
	}
}

void play(int r, int c)
{
	lastr = r, lastc = c;
	for (int i = 0; i < 8; i++)turn(r, c, dr[i], dc[i]);     //调用
	list[r][c] = p;
	book[num(1) + num(2)] = r * 8 + c;     //调用
	p = 3 - p;		//改变p的2个地方之一
}

int getPoint()
{
	int point = 0;
	for (int i1 = 0; i1<8; i1++)for (int j1 = 0; j1<8; j1++)
	{
		if (list[i1][j1] == aip)point += prio[i1][j1];   //若是ai的子，则加上该位置的积分
		if (list[i1][j1] == 3 - aip) point -= prio[i1][j1];   //若是玩家的子，则减去该位置的积分
	}
	return point;
}

void AI3()//函数里面会改变p，但是调用函数不会改变p
{
	p4 = no;
	for (int iiii = 0; iiii < 8; iiii++)for (int jjjj = 0; jjjj < 8; jjjj++)  //第四层
	{
		if (!OK(iiii, jjjj))continue;  //调用
		for (int i = 0; i<8; i++)for (int j = 0; j<8; j++)temp4[i][j] = list[i][j];
		play(iiii, jjjj);//调用
		p = 3 - p;
		if (p4 > getPoint())p4 = getPoint();//调用
		for (int i = 0; i<8; i++)for (int j = 0; j<8; j++)list[i][j] = temp4[i][j];
	}
	if (p4 == no)p4 = getPoint();  //调用
	if (p3 < p4)p3 = p4;
}
void AI2()//函数里面会改变p，但是调用函数不会改变p
{
	p3 = -no;
	for (int iii = 0; iii < 8; iii++)for (int jjj = 0; jjj < 8; jjj++)  //第三层
	{
		if (!OK(iii, jjj))continue; //调用
		for (int i = 0; i<8; i++)for (int j = 0; j<8; j++)temp3[i][j] = list[i][j];
		play(iii, jjj);//调用
		AI3();
		p = 3 - p;
		for (int i = 0; i<8; i++)for (int j = 0; j<8; j++)list[i][j] = temp3[i][j];
	}
	if (p3 == -no)
	{
		p = 3 - p;
		AI3();
		p = 3 - p;
	}
	if (p2 > p3)p2 = p3;
}
void AI()  //函数里面会改变p，但是调用函数不会改变p
{
	p1 = -no;
	for (int i = 0; i<8; i++)for (int j = 0; j<8; j++)  //第一层
	{
		if (!OK(i, j))continue;   //调用
		for (int i = 0; i<8; i++)for (int j = 0; j<8; j++)temp1[i][j] = list[i][j];
		play(i, j);//调用
		p2 = no;
		for (int ii = 0; ii < 8; ii++)for (int jj = 0; jj < 8; jj++)  //第二层
		{
			if (!OK(ii, jj))continue;   //调用
			for (int i = 0; i<8; i++)for (int j = 0; j<8; j++)temp2[i][j] = list[i][j];
			play(ii, jj);//调用
			AI3();  //调用
			p = 3 - p;
			for (int i = 0; i<8; i++)for (int j = 0; j<8; j++)list[i][j] = temp2[i][j];
		}
		if (p2 == no)
		{
			p = 3 - p;
			AI2();  //调用
			p = 3 - p;
		}
		if (p1 < p2)p1 = p2, air = i, aic = j;   //难点，如果调用AI函数却1次都没有执行这条语句，那么AI就会下错位置
		p = 3 - p;
		for (int i = 0; i<8; i++)for (int j = 0; j<8; j++)list[i][j] = temp1[i][j];
	}
}

void go()		//落下一个子
{
	display();			//调用
	if (p == aip)
	{
		AI();//调用
		play(air, aic);//调用
		Sleep(1000);
		return;
	}
	cout << "\n输入落子位置：行（1-8）和列（A-H）    输入00查看棋谱" << endl;
	char x, y;
	cin >> x >> y;
	if (x == '0')
	{
		for (int i = 5; i <= num(1) + num(2); i++)cout << "  " << book[i] / 8 + 1 << char(book[i] % 8 + 'A');
		cout << "\n按任意键退出";
		system("pause>nul");
		return;
	}
	int r = x - '1', c = y - 'a';
	if (y >= 'A' && y < 'Z')c = y - 'A';
	if (!OK(r, c))  //调用
	{
		cout << "ERROR!";
		return;
	}
	play(r, c);		//调用
}

int main()
{
	system("color f0");//白底黑字
	init();
	while (!end_())go();
	system("pause>nul");
	return 0;
}

AI的算法是分析四层的博弈树，即考虑 AI-玩家-AI-玩家 轮流下完4步之后可能出现的所有情况。

对每个局面赋予一个值point，用来表示该局面对AI的有利程度，玩家总是尽量使得point小，而AI总是尽量使得point大。至于如何计算point，有一个专门完成该工作的函数getPoint()
计算的方法比较简陋，直接对每个格子赋予一个权值prio，然后用AI的所有格子权值之和减掉玩家的所有格子权值之和即可。