五子棋简单AI算法（C#版）
前言：
本文只提供AI算法，不提供棋盘，因为棋盘不是我写的，不好拿出来分享，望谅解。
AI水平说明：
当前AI只能计算当前局面下最优的一步，没有深度，水平一般的普通人很轻易就会被其击败，但是有很大的升级空间，可以以此为基础再行添加算法添加深度，以及剪枝等算法。
程序运行图片：黑方为AI，我是白色（我是不是太菜了。。）
AI得分说明：
当前AI为黑色时水平较高，为白色时需要修改得分表，得分表会影响AI的决策，得分可以自行修改，此得分表并非最佳得分表，但是经过我的测试貌似还可以。ps：这是AI的核心非常重要
得分表如下：
using System;
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
namespace 五子棋
{
public static class ChessValueUtil
{
public static Hashtable blackTable = new Hashtable(); //创建一个HashTable实例
public static Hashtable whiteTable = new Hashtable();
//五子棋棋形，最长为7，最短为4（有些棋形必须将空位包含进去）
public static Hashtable getBlackTable()
{
return blackTable;
}
public static Hashtable getWhiteTable()
{
return whiteTable;
}
/**
* *:表示黑子
* -:表示空位
* o:表示白子
*/
static ChessValueUtil(){
//还要设置防守方的数值，防止被gank掉
//右边Add的whiteTable值，是防守分数，这样Ai就不会一味的猛冲
//左边：黑方Ai的棋子判断 右边：Ai结束后，玩家可能的棋子判断
blackTable.Add("*****", 100000);//连五
/* */whiteTable.Add("ooooo", 90000);
blackTable.Add("-****-", 5000);//活四
/* */whiteTable.Add("-oooo-", 4500);
blackTable.Add("*-***", 700);//冲四 1
/* */whiteTable.Add("o-ooo", 200);
blackTable.Add("***-*", 700);//冲四 1 反向
/* */whiteTable.Add("ooo-o", 200);
blackTable.Add("-****o", 900);//冲四 2
/* */whiteTable.Add("-oooo*", 250);
blackTable.Add("o****-", 900);//冲四 2 反向
/* */whiteTable.Add("*oooo-", 250);
blackTable.Add("**-**", 700);//冲四 3
/* */whiteTable.Add("oo-oo", 200);
blackTable.Add("-***-", 600);//活三 1
/* */whiteTable.Add("-ooo-", 150);
blackTable.Add("-*-**-", 150);//活三 2
/* */whiteTable.Add("-o-oo-", 50);
blackTable.Add("-**-*-", 150);//活三 2 反向
/* */whiteTable.Add("-oo-o-", 50);
blackTable.Add("--***o", 120);//眠三 1
/* */whiteTable.Add("--ooo*", 30);
blackTable.Add("o***--", 120);//眠三 1 反向
/* */whiteTable.Add("*ooo--", 30);
blackTable.Add("-*-**o", 80);//眠三 2
/* */whiteTable.Add("-o-oo*", 15);
blackTable.Add("o**-*-", 80);//眠三 2 反向
/* */whiteTable.Add("*oo-o-", 15);
blackTable.Add("-**-*o", 60);//眠三 3
/* */whiteTable.Add("-oo-o*", 10);
blackTable.Add("o*-**-", 60);//眠三 3 反向
/* */whiteTable.Add("*o-oo-", 10);
blackTable.Add("*--**", 60);//眠三 4
/* */whiteTable.Add("o--oo", 10);
blackTable.Add("**--*", 60);//眠三 4 反向
/* */whiteTable.Add("oo--o", 10);
blackTable.Add("*-*-*", 60);//眠三 5
/* */whiteTable.Add("o-o-o", 10);
blackTable.Add("o-***-o", 60);//眠三 6
/* */whiteTable.Add("*-ooo-*", 2);
blackTable.Add("--**--", 50);//活二 1
/* */whiteTable.Add("--oo--", 2);
blackTable.Add("-*-*-", 20);//活二 2
/* */whiteTable.Add("-o-o-", 2);
blackTable.Add("*--*", 20);//活二 3
/* */whiteTable.Add("o--o", 2);
blackTable.Add("---**o", 10);//眠二 1
/* */whiteTable.Add("---oo*", 1);
blackTable.Add("o**---", 10);//眠二 1 反向
/* */whiteTable.Add("*oo---", 1);
blackTable.Add("--*-*o", 10);//眠二 2
/* */whiteTable.Add("--o-o*", 1 );
blackTable.Add("o*-*--", 10);//眠二 2 反向
/* */whiteTable.Add("*o-o--", 1);
blackTable.Add("-*--*o", 10);//眠二 3
/* */whiteTable.Add("-o--o*", 1);
blackTable.Add("o*--*-", 10);//眠二 3 反向
/* */whiteTable.Add("*o--o-", 1);
blackTable.Add("*---*", 10);//眠二 4
/* */whiteTable.Add("o---o", 1);
}
}
}
AI算法思路讲解：
首先我们需要知道输入和输出，给输入当前棋盘的二维数组，从而让他返回落点坐标。落点坐标有x，y两个值，我们可以先创建一个点的结构体，包括点信息，和当前点的分值：
public struct Point
{
public int value;
public int x;
public int y;}
二维数组中存储的是数字，而我们得分表中用的字符串，所以我们需要一个转换的方法，传入棋盘中某一条链，返回该链字符串形式：
public static string ChessChainTostring(int[] CheckChain)
{
string pool = "";
foreach (int chessColor in CheckChain)
{
if (chessColor == 0)
{
pool += "-";
}
else if (chessColor == 1)
{
pool += "*";
}
else if (chessColor == 2)
{
pool += "o";
}
else
{
//放入一个hash表中不存在的字符
//这样后面算权值的时候就不会把它加进去了
pool += "#";
}
}
return pool;
}
核心思想:
此处为我自己的思考方式，因为我实在是搞懂别人是怎么算的，思路很可能不一样，但是我的思路很简单，代码也少，但是运算量很大，如果你很有兴趣可以自己试着优化。
最后一步肯定是依次计算棋盘中每一个点的分值，并从中选取得分最高的点返回（如果得分相同按理来说应该写个方法随机返回，我这里没写，默认返回第一个）
int[,] map = new int[len, len];
for (int i = 0; i < len; i++)
{
for (int j = 0; j < len; j++)
{
if (ChessBoard[i, j] == 0)
{
map[i,j]=getScore(ChessBoard, i, j);
if (map[i, j] > max)
{
max = map[i, j];
point.value = max;
point.x = i;
point.y = j;
}
}
}
}
计算分值思路：
假设在当前点下棋，拿到当前点位置横竖撇奈四条线上所有链条，转化为字符串并与得分表中的字符串进行比对，如果包含得分表中字符串就加上相应的分数，四条链每一条都要进行判断，最后得到在当前点落点的分值。
假设当前点不下棋，通过同样方式计算得到原本该点四条链上的分值。
落点的分值-不落点的分值=当前点的得分
当前点得分有两种，因为我们有两个得分表（一黑一白），一种是进攻分，一种是防守分，都要进行计算，算出当前点的进攻分和防守分的总和，在减去两种原始得分，才能得出走该点真实分值。
算完后不要忘记将棋盘还原。
public static int getScore(int[,] ChessBoard, int x, int y)
{
int oldBlackValue=getValue(ChessBoard, x, y,1);
int oldWhiteValue = getValue(ChessBoard, x, y, 2);
ChessBoard[x, y] = 1;
int atkValue=getValue(ChessBoard, x, y,1);
ChessBoard[x, y] = 2;
int defValue= getValue(ChessBoard, x, y,2);
int score = atkValue + defValue - oldBlackValue- oldWhiteValue;//复原棋盘
ChessBoard[x, y] = 0;
return score;
}
public static int getValue(int[,] ChessBoard,int x,int y,int color)
{
int value = 0;
ArrayList Chains=getChains(ChessBoard, x, y);
foreach (int[] chain in Chains)
{
string str=ChessChainTostring(chain);
Hashtable table;
if (color == 1)
{
table = ChessValueUtil.getBlackTable();
}
else
{
table = ChessValueUtil.getWhiteTable();
}
ICollection keys = table.Keys;
foreach (string key in keys)
{
for (int i = 0; i < str.Length - key.Length+1; i++)
{
if (str.Substring(i, key.Length) == key)
{
value += (int)table[key];
}
}
}
}
return value;
}
public static ArrayList getChains(int[,] ChessBoard,int x,int y)
{
int len = 15;
ArrayList Chains = new ArrayList();
//横
int[] heng = new int[len];
for (int i = 0; i < len; i++)
{
heng[i]=ChessBoard[i, y];
}
Chains.Add(heng);
//竖
int[] shu = new int[len];
for (int i = 0; i < len; i++)
{
shu[i] = ChessBoard[x, i];
}
Chains.Add(shu);
//撇,x+,y-
int[] pie = new int[len];
int tmpX = x;
int tmpY = y;
while (tmpX > 0 && tmpY < len - 1)
{
tmpX--;
tmpY++;
}
int k = 0;
while (tmpX <= len - 1 && tmpY >= 0)
{
pie[k++] = ChessBoard[tmpX, tmpY];
tmpX++;
tmpY--;
}
if (k < len)
{
pie[k] = -1;
}
Chains.Add(pie);
//捺
int[] nai= new int[len];
tmpX = x;
tmpY = y;
while (tmpX > 0 && tmpY>0)
{
tmpX--;
tmpY--;
}
k = 0;
while (tmpX <= len - 1 && tmpY <= len - 1)
{
nai[k++] = ChessBoard[tmpX, tmpY];
tmpX++;
tmpY++;
}
if (k < len)
{
nai[k] = -1;
}
Chains.Add(nai);
return Chains;
}
这段代码判断当前棋盘为空时直接返回中间点坐标，其实最好还是不要写在AI里，因为每次都要循环一遍棋盘，最好是写在外面：
int flag = 0;
for (int i = 0; i < len; i++)
{
for (int j = 0; j < len; j++)
{
if (ChessBoard[i, j] != 0)
{
flag = 1;
break;}
if (flag == 1)
{
break;
}
}
}
if (flag == 0)
{
point.value = 0;
point.x = 7;
point.y = 7;
return point;
}
完整代码（代码写的很垃圾，见谅）：
using System;
using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.Windows.Forms;
namespace 五子棋
{
static class ChessUtil
{
public struct Point
{
public int value;
public int x;
public int y;
}
/**
* 将棋子的颜色序列转换为字符序列
* 这样才能放入hashtable中进行比较
*/
/**
* *:表示黑子
* -:表示空位
* o:表示白子
*/
public static string ChessChainTostring(int[] CheckChain)
{
string pool = "";
foreach (int chessColor in CheckChain)
{
if (chessColor == 0)
{
pool += "-";
}
else if (chessColor == 1)
{
pool += "*";
}
else if (chessColor == 2)
{
pool += "o";
}
else
{
//放入一个hash表中不存在的字符
//这样后面算权值的时候就不会把它加进去了
pool += "#";
}
}
return pool;
}
public static ArrayList getChains(int[,] ChessBoard,int x,int y)
{
int len = 15;
ArrayList Chains = new ArrayList();
//横
int[] heng = new int[len];
for (int i = 0; i < len; i++)
{
heng[i]=ChessBoard[i, y];
}
Chains.Add(heng);
//竖
int[] shu = new int[len];
for (int i = 0; i < len; i++)
{
shu[i] = ChessBoard[x, i];
}
Chains.Add(shu);
//撇,x+,y-
int[] pie = new int[len];
int tmpX = x;
int tmpY = y;
while (tmpX > 0 && tmpY < len - 1)
{
tmpX--;
tmpY++;
}
int k = 0;
while (tmpX <= len - 1 && tmpY >= 0)
{
pie[k++] = ChessBoard[tmpX, tmpY];
tmpX++;
tmpY--;
}
if (k < len)
{
pie[k] = -1;
}
Chains.Add(pie);
//捺
int[] nai= new int[len];
tmpX = x;
tmpY = y;
while (tmpX > 0 && tmpY>0)
{
tmpX--;
tmpY--;
}
k = 0;
while (tmpX <= len - 1 && tmpY <= len - 1)
{
nai[k++] = ChessBoard[tmpX, tmpY];
tmpX++;
tmpY++;
}
if (k < len)
{
nai[k] = -1;
}
Chains.Add(nai);
return Chains;
}
public static int getValue(int[,] ChessBoard,int x,int y,int color)
{
int value = 0;
ArrayList Chains=getChains(ChessBoard, x, y);
foreach (int[] chain in Chains)
{
string str=ChessChainTostring(chain);
Hashtable table;
if (color == 1)
{
table = ChessValueUtil.getBlackTable();
}
else
{
table = ChessValueUtil.getWhiteTable();
}
ICollection keys = table.Keys;
foreach (string key in keys)
{
for (int i = 0; i < str.Length - key.Length+1; i++)
{
if (str.Substring(i, key.Length) == key)
{
value += (int)table[key];
}
}
}
}
return value;
}
public static int getScore(int[,] ChessBoard, int x, int y)
{
int oldBlackValue=getValue(ChessBoard, x, y,1);
int oldWhiteValue = getValue(ChessBoard, x, y, 2);
ChessBoard[x, y] = 1;
int atkValue=getValue(ChessBoard, x, y,1);
ChessBoard[x, y] = 2;
int defValue= getValue(ChessBoard, x, y,2);
int score = atkValue + defValue - oldBlackValue- oldWhiteValue;
ChessBoard[x, y] = 0;
return score;
}
public static Point getScoreMap(int[,] ChessBoard)
{
Point point;
int max = 0;
point.value = 0;
point.x = 0;
point.y = 0;
int len = 15;
int flag = 0;
for (int i = 0; i < len; i++)
{
for (int j = 0; j < len; j++)
{
if (ChessBoard[i, j] != 0)
{
flag = 1;
break;
}
if (flag == 1)
{
break;
}
}
}
if (flag == 0)
{
point.value = 0;
point.x = 7;
point.y = 7;
return point;
}
int[,] map = new int[len, len];
for (int i = 0; i < len; i++)
{
for (int j = 0; j < len; j++)
{
if (ChessBoard[i, j] == 0)
{
map[i,j]=getScore(ChessBoard, i, j);
if (map[i, j] > max)
{
max = map[i, j];
point.value = max;
point.x = i;
point.y = j;
}
}
}
}
return point;
}
}
}
最后一个方法本来是计算当所有点坐标的分值图，从而进行二次甚至是三次递归的，但是因为是简单AI，所以算一次就返回吧，其实有些运算都是可以避免的，比如如果某点附近5步之内没有点，其实可以直接跳过的，但是我没进行优化，所以运算量是相当大了，大家自己试着优化吧。
如果是白棋的话，翻转一下棋盘传进去，就能获得一个偏向进攻的白棋，但是可能会出现某些问题，还有就是传入的棋盘最好是备份的，尽量不要把原本的棋盘传进去，就这样吧。
如果你找到了更好的计算当前点分数的方法，请务必给我留言，感激不尽！