象棋AI算法
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了象棋AI算法相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
原文大神是用html5+js写的关于象棋AI的博客，里面重点讲了棋子的着法，自己设计的评估函数和简单的Minmax理论，没有具体的讲搜索算法，本文是对原文的学习和分析补充
一，棋子的着法
com.bylaw ={} 首先创建一个数组，用于存储该棋子处于某一点时所能走到着点
（1）车：
com.bylaw.c = function (x,y,map,my){
var d=[];
//左侧检索 若存在棋子且颜色不同则push过去并结束循环，否则一步步push <span style="color:#ff0000;"> </span>
for (var i=x-1; i>= 0; i--){
if (map[y][i]) {
if (com.mans[map[y][i]].my!=my) d.push([i,y]);
break
}else{
d.push([i,y])
}
}
//右侧检索
for (var i=x+1; i <= 8; i++){
if (map[y][i]) {
if (com.mans[map[y][i]].my!=my) d.push([i,y]);
break
}else{
d.push([i,y])
}
}
//上检索
for (var i = y-1 ; i >= 0; i--){
if (map[i][x]) {
if (com.mans[map[i][x]].my!=my) d.push([x,i]);
break
}else{
d.push([x,i])
}
}
//下检索
for (var i = y+1 ; i<= 9; i++){
if (map[i][x]) {
if (com.mans[map[i][x]].my!=my) d.push([x,i]);
break
}else{
d.push([x,i])
}
}
return d;
}
算法分析：
分别向上，下，左，右四个方向搜索，若找到一个点且颜色与该棋子不同（敌对棋子），则将该点坐标记录在d数组中，若某一方向上没有其他棋子，将这一方向上所有坐标都记录在d数组中。简单来讲：就是将以车这个棋子为中心的十字上的坐标都记录在d数组中（你早这样说多好~,开始说那么多）
前提补充：
1，代码中的map：
com.initMap = [ [‘C0‘,‘M0‘,‘X0‘,‘S0‘,‘J0‘,‘S1‘,‘X1‘,‘M1‘,‘C1‘], [ , , , , , , , , ], [ ,‘P0‘, , , , , ,‘P1‘, ], [‘Z0‘, ,‘Z1‘, ,‘Z2‘, ,‘Z3‘, ,‘Z4‘], [ , , , , , , , , ], [ , , , , , , , , ], [‘z0‘, ,‘z1‘, ,‘z2‘, ,‘z3‘, ,‘z4‘], [ ,‘p0‘, , , , , ,‘p1‘, ], [ , , , , , , , , ], [‘c0‘,‘m0‘,‘x0‘,‘s0‘,‘j0‘,‘s1‘,‘x1‘,‘m1‘,‘c1‘] ];这里的字符串代表每个棋子的key值：
com.keys = { //设定每类棋子的key值
"c0":"c","c1":"c",
"m0":"m","m1":"m",
"x0":"x","x1":"x",
"s0":"s","s1":"s",
"j0":"j",
"p0":"p","p1":"p",
"z0":"z","z1":"z","z2":"z","z3":"z","z4":"z","z5":"z",
"C0":"C","C1":"C",
"M0":"M","M1":"M",
"X0":"X","X1":"X",
"S0":"S","S1":"S",
"J0":"J",
"P0":"P","P1":"P",
"Z0":"Z","Z1":"Z","Z2":"Z","Z3":"Z","Z4":"Z","Z5":"Z",
}
2，my：
标记值：1代表红色方（这里指人。玩家永远操纵红色） ； -1代表AI
3，map[y][i]与d.push([i][y])
左方向上搜索，y坐标不变，x坐标遍历，而体现在map当中（向上翻第一点），仔细看就会发现：第一个下标代表y值，第二个下标代表x值，其与坐标值正好相反
其他方向上以此类推。。。
（2）马
com.bylaw.m = function (x,y,map,my){
var d=[];
//1点钟方向 不绊马脚 1点不存在棋子或1点棋子颜色不同 push
if ( y-2>= 0 && x+1<= 8 && !play.map[y-1][x] &&(!com.mans[map[y-2][x+1]] || com.mans[map[y-2][x+1]].my!=my)) d.push([x+1,y-2]);
//2点
if ( y-1>= 0 && x+2<= 8 && !play.map[y][x+1] &&(!com.mans[map[y-1][x+2]] || com.mans[map[y-1][x+2]].my!=my)) d.push([x+2,y-1]);
//4点
if ( y+1<= 9 && x+2<= 8 && !play.map[y][x+1] &&(!com.mans[map[y+1][x+2]] || com.mans[map[y+1][x+2]].my!=my)) d.push([x+2,y+1]);
//5点
if ( y+2<= 9 && x+1<= 8 && !play.map[y+1][x] &&(!com.mans[map[y+2][x+1]] || com.mans[map[y+2][x+1]].my!=my)) d.push([x+1,y+2]);
//7点
if ( y+2<= 9 && x-1>= 0 && !play.map[y+1][x] &&(!com.mans[map[y+2][x-1]] || com.mans[map[y+2][x-1]].my!=my)) d.push([x-1,y+2]);
//8点
if ( y+1<= 9 && x-2>= 0 && !play.map[y][x-1] &&(!com.mans[map[y+1][x-2]] || com.mans[map[y+1][x-2]].my!=my)) d.push([x-2,y+1]);
//10点
if ( y-1>= 0 && x-2>= 0 && !play.map[y][x-1] &&(!com.mans[map[y-1][x-2]] || com.mans[map[y-1][x-2]].my!=my)) d.push([x-2,y-1]);
//11点
if ( y-2>= 0 && x-1>= 0 && !play.map[y-1][x] &&(!com.mans[map[y-2][x-1]] || com.mans[map[y-2][x-1]].my!=my)) d.push([x-1,y-2]);
return d;
}
算法分析：
当马处于一点时，可以走的最多情况有8种方向，分别讨论每个方向：如果不绊马脚，且该方向上那着点没有棋子或棋子颜色不同，则记录该着点
图例分析：
有点丑，用画图做的，不要在意这些细节
（三）相
com.bylaw.x = function (x,y,map,my){
var d=[];
if (my===1){ //红方 颜色不同，y的取值范围不同，且不能过河
//4点半 不绊象脚 4.5位置没子或棋子颜色不同 push
if ( y+2<= 9 && x+2<= 8 && !play.map[y+1][x+1] && (!com.mans[map[y+2][x+2]] || com.mans[map[y+2][x+2]].my!=my)) d.push([x+2,y+2]);
//7点半
if ( y+2<= 9 && x-2>= 0 && !play.map[y+1][x-1] && (!com.mans[map[y+2][x-2]] || com.mans[map[y+2][x-2]].my!=my)) d.push([x-2,y+2]);
//1点半
if ( y-2>= 5 && x+2<= 8 && !play.map[y-1][x+1] && (!com.mans[map[y-2][x+2]] || com.mans[map[y-2][x+2]].my!=my)) d.push([x+2,y-2]);
//10点半
if ( y-2>= 5 && x-2>= 0 && !play.map[y-1][x-1] && (!com.mans[map[y-2][x-2]] || com.mans[map[y-2][x-2]].my!=my)) d.push([x-2,y-2]);
}else{
//4点半
if ( y+2<= 4 && x+2<= 8 && !play.map[y+1][x+1] && (!com.mans[map[y+2][x+2]] || com.mans[map[y+2][x+2]].my!=my)) d.push([x+2,y+2]);
//7点半
if ( y+2<= 4 && x-2>= 0 && !play.map[y+1][x-1] && (!com.mans[map[y+2][x-2]] || com.mans[map[y+2][x-2]].my!=my)) d.push([x-2,y+2]);
//1点半
if ( y-2>= 0 && x+2<= 8 && !play.map[y-1][x+1] && (!com.mans[map[y-2][x+2]] || com.mans[map[y-2][x+2]].my!=my)) d.push([x+2,y-2]);
//10点半
if ( y-2>= 0 && x-2>= 0 && !play.map[y-1][x-1] && (!com.mans[map[y-2][x-2]] || com.mans[map[y-2][x-2]].my!=my)) d.push([x-2,y-2]);
}
return d;
}
算法分析：
因为相不能过河，所以要按颜色分情况讨论（不同颜色，y坐标不同）
而每种颜色的相都有四种可能着法，与马类似：如果不绊象脚， 着点没有棋子或棋子颜色不同，记录
图例分析：
（四）士
com.bylaw.s = function (x,y,map,my){
var d=[];
if (my===1){ //红方
//4点半
if ( y+1<= 9 && x+1<= 5 && (!com.mans[map[y+1][x+1]] || com.mans[map[y+1][x+1]].my!=my)) d.push([x+1,y+1]);
//7点半
if ( y+1<= 9 && x-1>= 3 && (!com.mans[map[y+1][x-1]] || com.mans[map[y+1][x-1]].my!=my)) d.push([x-1,y+1]);
//1点半
if ( y-1>= 7 && x+1<= 5 && (!com.mans[map[y-1][x+1]] || com.mans[map[y-1][x+1]].my!=my)) d.push([x+1,y-1]);
//10点半
if ( y-1>= 7 && x-1>= 3 && (!com.mans[map[y-1][x-1]] || com.mans[map[y-1][x-1]].my!=my)) d.push([x-1,y-1]);
}else{
//4点半
if ( y+1<= 2 && x+1<= 5 && (!com.mans[map[y+1][x+1]] || com.mans[map[y+1][x+1]].my!=my)) d.push([x+1,y+1]);
//7点半
if ( y+1<= 2 && x-1>= 3 && (!com.mans[map[y+1][x-1]] || com.mans[map[y+1][x-1]].my!=my)) d.push([x-1,y+1]);
//1点半
if ( y-1>= 0 && x+1<= 5 && (!com.mans[map[y-1][x+1]] || com.mans[map[y-1][x+1]].my!=my)) d.push([x+1,y-1]);
//10点半
if ( y-1>= 0 && x-1>= 3 && (!com.mans[map[y-1][x-1]] || com.mans[map[y-1][x-1]].my!=my)) d.push([x-1,y-1]);
}
return d;
}
算法分析：
士不能出九宫格，x，y值都有限制。按颜色分情况讨论。每种颜色各有4中可能着法：如果该着点没棋子或棋子颜色不同，记录
图例分析：
这个简单了，就不画图了~ ~ ~ ~
（五）将
com.bylaw.j = function (x,y,map,my){
var d=[];
var isNull=(function (y1,y2){
var y1=com.mans["j0"].y; //红帅的y
var x1=com.mans["J0"].x; //黑将的x
var y2=com.mans["J0"].y; //黑将的y
for (var i=y1-1; i>y2; i--){
if (map[i][x1]) return false; //将与将之间非空，有子
}
return true;
})();
if (my===1){ //红方
//下
if ( y+1<= 9 && (!com.mans[map[y+1][x]] || com.mans[map[y+1][x]].my!=my)) d.push([x,y+1]);
//上
if ( y-1>= 7 && (!com.mans[map[y-1][x]] || com.mans[map[y-1][x]].my!=my)) d.push([x,y-1]);
//老将对老将的情况
if ( com.mans["j0"].x == com.mans["J0"].x &&isNull) d.push([com.mans["J0"].x,com.mans["J0"].y]); //x相等，且中间为空，push黑将的坐标
}else{
//下
if ( y+1<= 2 && (!com.mans[map[y+1][x]] || com.mans[map[y+1][x]].my!=my)) d.push([x,y+1]);
//上
if ( y-1>= 0 && (!com.mans[map[y-1][x]] || com.mans[map[y-1][x]].my!=my)) d.push([x,y-1]);
//老将对老将的情况
if ( com.mans["j0"].x == com.mans["J0"].x &&isNull) d.push([com.mans["j0"].x,com.mans["j0"].y]); //push红帅的坐标
}
//右
if ( x+1<= 5 && (!com.mans[map[y][x+1]] || com.mans[map[y][x+1]].my!=my)) d.push([x+1,y]);
//左
if ( x-1>= 3 && (!com.mans[map[y][x-1]] || com.mans[map[y][x-1]].my!=my))d.push([x-1,y]);
return d;
}
算法分析：
将除了颜色不同导致y值不同外，还有种特殊情况：即老将见面。所以开始先写个函数，判断将与帅之间是否有其他棋子
接下来按颜色不同分情况讨论上下两种着法：重点 是y值的界定。以帅为例：帅在棋盘下方，y坐标只能取7,8,9.如果向下走，则取7,8，所以y值最大为8.上与其类似。而判断完着法之后还要判断是否老将见面的特殊情况：如果两者x坐标相等且中间没其他棋子，之间闪现过去抢人头~ ~ ~然后victory
（六），炮
com.bylaw.p = function (x,y,map,my){
var d=[];
//左侧检索
var n=0;
for (var i=x-1; i>= 0; i--){
if (map[y][i]) { //碰到子
if (n==0){ //若是第一个子，不用管，跳出本次循环，标记位加1
n++;
continue;
}else{ //若不是第一个子，判断颜色若不同，push过去并结束循环
if (com.mans[map[y][i]].my!=my) d.push([i,y]);
break
}
}else{ //若一直碰不到子，将子走到最左
if(n==0) d.push([i,y])
}
}
//右侧检索
var n=0;
for (var i=x+1; i <= 8; i++){
if (map[y][i]) {
if (n==0){
n++;
continue;
}else{
if (com.mans[map[y][i]].my!=my) d.push([i,y]);
break
}
}else{
if(n==0) d.push([i,y])
}
}
//上检索
var n=0;
for (var i = y-1 ; i >= 0; i--){
if (map[i][x]) {
if (n==0){
n++;
continue;
}else{
if (com.mans[map[i][x]].my!=my) d.push([x,i]);
break
}
}else{
if(n==0) d.push([x,i])
}
}
//下检索
var n=0;
for (var i = y+1 ; i<= 9; i++){
if (map[i][x]) {
if (n==0){
n++;
continue;
}else{
if (com.mans[map[i][x]].my!=my) d.push([x,i]);
break
}
}else{
if(n==0) d.push([x,i])
}
}
return d;
}
算法分析：
跟车一样，需要向4个方向上搜索
若该方向上没棋子，则记录该方向所有点坐标
若走着走着发现一个棋子，先冷静一下（跳出本次循环），偷偷地看接下来该方向上有没有敌方棋子，有，就可以越塔gank了。然后把敌方死的位置记录下来留作纪念~ ~ ~
(七)卒
com.bylaw.z = function (x,y,map,my){
var d=[];
if (my===1){ //红方
//上
if ( y-1>= 0 && (!com.mans[map[y-1][x]] || com.mans[map[y-1][x]].my!=my)) d.push([x,y-1]);
//右
if ( x+1<= 8 && y<=4 && (!com.mans[map[y][x+1]] || com.mans[map[y][x+1]].my!=my)) d.push([x+1,y]); //y<4，即过河之后，才能左右移动
//左
if ( x-1>= 0 && y<=4 && (!com.mans[map[y][x-1]] || com.mans[map[y][x-1]].my!=my))d.push([x-1,y]);
}else{
//下
if ( y+1<= 9 && (!com.mans[map[y+1][x]] || com.mans[map[y+1][x]].my!=my)) d.push([x,y+1]);
//右
if ( x+1<= 8 && y>=6 && (!com.mans[map[y][x+1]] || com.mans[map[y][x+1]].my!=my)) d.push([x+1,y]);
//左
if ( x-1>= 0 && y>=6 && (!com.mans[map[y][x-1]] || com.mans[map[y][x-1]].my!=my))d.push([x-1,y]);
}
return d;
}
算法分析：
同样分情况讨论。且由于卒不能后退所以只用判断上，左，右三种情况。而卒由于过河后才能左右移动，所以左右的判断除了x的界定还有y值的界定。最后跟车一样如果该着点没有棋子或该棋子颜色不同，记录该点
二 ，使用alpha-beta在所有着法当中搜索最佳着法
AI.getAlphaBeta = function (A, B, depth, map ,my) {
if (depth == 0) {
return {"value":AI.evaluate(map , my)}; //当搜索深度为0是时调用局面评价函数;
}
var moves = AI.getMoves(map , my ); //生成全部走法;
<span style="color:#ff0000;">//这里排序以后会增加效率
for (var i=0; i < moves.length; i++) {</span>
//走这个走法;
var move= moves[i];
var key = move[4];
var oldX= move[0];
var oldY= move[1];
var newX= move[2];
var newY= move[3];
var clearKey = map[ newY ][ newX ]||"";
map[ newY ][ newX ] = key; //走，赋新值，删除旧值
delete map[ oldY ][ oldX ];
play.mans[key].x = newX;
play.mans[key].y = newY;
<span style="color:#ff0000;">if (clearKey=="j0"||clearKey=="J0") { //被吃老将
play.mans[key] .x = oldX;
play.mans[key] .y = oldY;
map[ oldY ][ oldX ] = key;
delete map[ newY ][ newX ]; //并不是真的走，所以这里要撤销
if (clearKey){
map[ newY ][ newX ] = clearKey;
}
return {"key":key,"x":newX,"y":newY,"value":8888};
</span>
}else {
var val = -AI.getAlphaBeta(-B, -A, depth - 1, map , -my).value; //上面代表AI，这里倒置，-my，代表人的着法，然后再从上面开始执行
//val = val || val.value;
//<span style="color:#ff0000;">撤消这个走法;
play.mans[key] .x = oldX;
play.mans[key] .y = oldY;
map[ oldY ][ oldX ] = key;
delete map[ newY ][ newX ];
if (clearKey){
map[ newY ][ newX ] = clearKey;
//play.mans[ clearKey ].isShow = true;
}</span>
if (val >= B) {
//将这个走法记录到历史表中;
//AI.setHistoryTable(txtMap,AI.treeDepth-depth+1,B,my);
return {"key":key,"x":newX,"y":newY,"value":B};
}
<span style="color:#ff0000;">if (val > A) {
A = val; //设置最佳走法，
if (AI.treeDepth == depth) var rootKey={"key":key,"x":newX,"y":newY,"value":A};
} </span>
}
}
if (AI.treeDepth == depth) {//已经递归回根了
if (!rootKey){
//AI没有最佳走法，说明AI被将死了，返回false
return false;
}else{
//这个就是最佳走法;
return rootKey;
}
}
return {"key":key,"x":newX,"y":newY,"value":A};
}
简化后的伪代码（与上面代码一一对应）：
int AlphaBeta(int vlAlpha, int vlBeta, int nDepth) {
if (nDepth == 0) {
return 局面评价函数;
}
生成全部走法;
<span style="color:#ff0000;">按历史表排序全部走法;</span>
for (每个生成的走法) {
走这个走法;
<span style="color:#ff0000;">if (被将军) {
撤消这个走法;
} else</span> {
int vl = -AlphaBeta(-vlBeta, -vlAlpha, nDepth - 1);
<span style="color:#ff0000;">撤消这个走法;</span>
if (vl >= vlBeta) {
<span style="color:#ff0000;">将这个走法记录到历史表中;</span>
return vlBeta;
}
if (vl > vlAlpha) {
<span style="color:#ff0000;">设置最佳走法;</span>
vlAlpha = vl;
}
}
}
if (没有走过任何走法) { //AI被将死
return 杀棋的分数;
}
将最佳走法记录到历史表中;
if (根节点) {
最佳走法就是电脑要走的棋;
}
return vlAlpha;
}
这样，简单套用上一讲讲过的alpha-beta算法，就能搜索出相对来说最佳路径来~ ~ ~
最后设置坐标就可以实现AI自动走棋或吃子了
以上是关于象棋AI算法的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章