Działający algorytm minimax z cięciami alfa-beta.

This commit is contained in:
Bartłomiej Pluta
2016-05-20 23:13:52 +02:00
parent 6e055d6ffd
commit 8f1dc27b81
10 changed files with 794 additions and 53 deletions

View File

@@ -3,22 +3,57 @@
/* Plik zawiera implementację planszy(board) do gry w warcaby. */ /* Plik zawiera implementację planszy(board) do gry w warcaby. */
#include <iostream>
#include <list>
#include <SFML/Window.hpp> #include <SFML/Window.hpp>
#include <SFML/Graphics.hpp> #include <SFML/Graphics.hpp>
#include "pawn.hh" #include "pawn.hh"
// Struktura przechowująca informacje o ruchu
struct Movement
{
// Początek ruchu
Vector begin;
// Koniec ruchu
Vector end;
Movement() : begin(0, 0), end(0, 0) {}
// Prosty konstruktor
Movement(Vector b, Vector e) : begin(b), end(e) {}
// Operator porównania
bool operator==(const Movement& b) { return ((begin == b.begin) && (end == b.end)); }
// Wypisywanie ruchu do terminala
void display() { std::cout << begin.x << ", " << begin.y << "\t->\t" << end.x << ", " << end.y << std::endl; }
};
// Klasa implementująca planszę
class Board class Board
{ {
private: private:
// Plansza (czyli dwuwymiarowa tablica wskaźników na pionki) // Plansza (czyli dwuwymiarowa tablica wskaźników na pionki)
Pawn* board[TILES_COUNT][TILES_COUNT]; Pawn* board[TILES_COUNT][TILES_COUNT];
// Zaznaczone kafelki na mapie(ułatwienie dla gracza)
std::list<Vector> selected_tiles;
public: public:
// Konstruktor inicjujący planszę // Konstruktor inicjujący planszę
Board(); Board();
// Konstruktor kopiujący
Board(const Board& original);
// Tworzy pionki i układa je w początkowym ułożeniu
// według zasad gry w warcaby
void initBoard();
// Utwórz nowy pionek na zadanej pozycji // Utwórz nowy pionek na zadanej pozycji
Pawn* createPawn(Vector position, Color color); Pawn* createPawn(Vector position, Color color);
@@ -26,10 +61,22 @@ public:
Pawn* getPawn(Vector position); Pawn* getPawn(Vector position);
// Przesuń pionek na określoną pozycję // Przesuń pionek na określoną pozycję
bool movePawn(Vector position, Vector target); bool movePawn(Movement movement);
// Czy ruch jest możliwy (czy dana pozycja jest osiągalna) // Czy ruch jest możliwy (czy dana pozycja jest osiągalna)
bool isMovementPossible(Vector position, Vector target); bool isMovementPossible(Movement movement);
// Czy bicie z danej pozycji jest możliwe
bool isPossibleBeating(Vector position);
// Kontener możliwych bić
std::list<Movement> getPossibleBeatings(Vector position);
// Pobierz możliwe ruchy pionka
std::list<Movement> getPossibleMovements(Vector position);
// Pobierz możliwe ruchy wszystkich pionków danego koloru
std::list<Movement> getPossibleMovements(Color color);
// Usuń pionek z określonej pozycji // Usuń pionek z określonej pozycji
Pawn deletePawn(Vector position); Pawn deletePawn(Vector position);
@@ -40,6 +87,15 @@ public:
// Zaznacz pionek o zadanej pozycji // Zaznacz pionek o zadanej pozycji
Pawn* selectPawn(Vector position); Pawn* selectPawn(Vector position);
// Zaznacz wybrane kafelki na mapie
void selectTiles(std::list<Vector> tiles) { selected_tiles = tiles; }
// Odznacz kafelki na mapie
void deselectTiles() { selected_tiles.clear(); }
// Wyświetl zawartość planszy na standardowym wyjściu
void display();
// Destruktor // Destruktor
~Board() {} ~Board() {}

View File

@@ -2,11 +2,12 @@
#define DEF_HH #define DEF_HH
#include <SFML/Window.hpp> #include <SFML/Window.hpp>
#include <string>
/* Plik zawiera definicje stałych globalnych oraz przedefiniowanie istniejących typów. */ /* Plik zawiera definicje stałych globalnych oraz przedefiniowanie istniejących typów. */
// Tytuł gry (widoczny m.in. na pasku z tytułem okna) // Tytuł gry (widoczny m.in. na pasku z tytułem okna)
//const char* GAME_TITLE = "Warcaby"; const std::string GAME_TITLE = "Warcaby";
// Ilość pól w każdym wymiarze // Ilość pól w każdym wymiarze
const int TILES_COUNT = 10; const int TILES_COUNT = 10;
@@ -27,7 +28,10 @@ const int QUEEN_PAWN_OUTLINE_THICKNESS = 4;
const int WINDOW_WIDTH = TILES_COUNT * TILE_SIZE; const int WINDOW_WIDTH = TILES_COUNT * TILE_SIZE;
// Wysokość okna // Wysokość okna
const int WINDOW_HEIGHT = TILES_COUNT * TILE_SIZE; const int WINDOW_HEIGHT = TILES_COUNT * TILE_SIZE + 30;
// Wartość nieskończoności
const int INF = 9999;
// Przedefiniowanie sf::Vector2f na RealVector // Przedefiniowanie sf::Vector2f na RealVector
typedef sf::Vector2f RealVector; typedef sf::Vector2f RealVector;

View File

@@ -3,6 +3,11 @@
/* Plik implementuje klasę gry, w której znajduje się m.in. główna pętla gry oraz która determinuje całą rozgrywkę. */ /* Plik implementuje klasę gry, w której znajduje się m.in. główna pętla gry oraz która determinuje całą rozgrywkę. */
#include <iostream>
#include <sstream>
#include <string>
#include <list>
#include <algorithm>
#include <SFML/Window.hpp> #include <SFML/Window.hpp>
#include <SFML/Graphics.hpp> #include <SFML/Graphics.hpp>
@@ -11,6 +16,7 @@
#include "object.hh" #include "object.hh"
#include "pawn.hh" #include "pawn.hh"
#include "board.hh" #include "board.hh"
#include "minimax.hh"
// Typ wyliczeniowy rozróżniający gracza od sztucznej inteligencji // Typ wyliczeniowy rozróżniający gracza od sztucznej inteligencji
enum Player enum Player
@@ -19,10 +25,10 @@ enum Player
PL_AI PL_AI
}; };
// Klasa gry // Klasa gry
class Game class Game
{ {
private:
// Okno naszego programu // Okno naszego programu
sf::RenderWindow window; sf::RenderWindow window;
@@ -30,21 +36,27 @@ private:
Board board; Board board;
// Zaznaczony pionek // Zaznaczony pionek
Pawn* selected; // może lepiej Vector??? Vector selected;
// Kolor gracza // Kolor gracza
Color player_color; Color player_color;
// Tura(czy gracz, czy komputer) // Tura(czy gracz, czy AI)
Color round;
// punkty gracza i komputera // Flaga oznaczająca sekwencję ruchów(aby gracz nie mógł zmienić pionka w trakcie gry)
bool movements_sequence;
// stan gry // Punkty gracza
int player_score;
public: // Punkty AI
int ai_score;
// Konstruktor inicjalizujący parametry gry i wyzwalający pętlę główną gry // AI
Game(); MiniMax minimax;
private:
// Zabij pionka (doliczając do tego punkty) // Zabij pionka (doliczając do tego punkty)
void killPawn(Vector position); void killPawn(Vector position);
@@ -60,11 +72,26 @@ public:
// Przesuń pionek na określoną pozycję uwzględniając już // Przesuń pionek na określoną pozycję uwzględniając już
// przy tym zasady gry w warcaby // przy tym zasady gry w warcaby
bool movePawn(Vector position, Vector target); bool movePawn(Movement movement);
// Wykonaj turę gracza (argumentem jest jedyny możliwy sposób interakcji gracza z programem
// czyli pozycja myszy w momencie kliknięcia lewego przycisku)
void executePlayerRound(sf::Vector2f mouse_position);
// Przechwytywanie zdarzeń
void eventHandler();
// Rysuje HUD (czyli ilość punktów etc.)
void drawHUD();
// Główna pętla gry // Główna pętla gry
void loop(); void loop();
public:
// Konstruktor inicjalizujący parametry gry i wyzwalający pętlę główną gry
Game();
}; };
#endif #endif

45
inc/minimax.hh Normal file
View File

@@ -0,0 +1,45 @@
#ifndef MINIMAX_HH
#define MINIMAX_HH
/* Plik implementuje klasę reprezentującą strategię Minimaks */
#include <algorithm>
#include "def.hh"
#include "board.hh"
class MiniMax
{
private:
// Maksymalny poziom zagłębienia algorytmu MiniMax
const int DEPTH_MAX;
// Kolor komputera
const Color AI_COLOR;
private:
// Funkcja zwraca kolor kolejnego gracza z drzewa minimaks
Color getColorFromDepth(int depth);
// Funkcja wyceniająca na zasadzie trzech obszarów
int f1(Board& board, const Color& color);
public:
// Konstruktor przyjmuje parametry: maksymalna głębokość algorytmu MiniMaks oraz kolor pionków
// sztucznej inteligencji
MiniMax(int depth_max, Color ai_color) : DEPTH_MAX(depth_max), AI_COLOR(ai_color) {}
// Funkcja heurystyczna
int evaluate(Board& board, const Color& color) { return f1(board, color); }
// Algorytm MiniMax z cięciem alfa-beta (funkcja zwraca wartość najlepszego ruchu, natomiast
// poprzez referencję zwraca najlepszy ruch best_movement
int alphabeta(Board board, int depth, int alpha, int beta, Movement& best_movement);
// Funkcja startowa algorytmu minimax z cięciem alfa-beta
Movement minimax(Board board);
};
#endif

View File

@@ -1,6 +1,7 @@
#ifndef MISC_HH #ifndef MISC_HH
#define MISC_HH #define MISC_HH
#include <cmath>
#include <SFML/Window.hpp> #include <SFML/Window.hpp>
#include "def.hh" #include "def.hh"
@@ -8,9 +9,12 @@
/* Struktura reprezentująca wektor w układzie odniesienia planszy do gier (a nie według rzeczywistych współrzędnych - pikseli). */ /* Struktura reprezentująca wektor w układzie odniesienia planszy do gier (a nie według rzeczywistych współrzędnych - pikseli). */
struct Vector struct Vector
{ {
public:
unsigned int x; unsigned int x;
unsigned int y; unsigned int y;
public:
// Konstruktor tworzący parę (_x, _y) // Konstruktor tworzący parę (_x, _y)
Vector(unsigned int _x, unsigned int _y) : x(_x), y(_y) {} Vector(unsigned int _x, unsigned int _y) : x(_x), y(_y) {}
@@ -37,6 +41,14 @@ struct Vector
Vector operator*=(int a) { return *this = *this*a; } Vector operator*=(int a) { return *this = *this*a; }
Vector operator*=(float a) { return *this = *this*a; } Vector operator*=(float a) { return *this = *this*a; }
// Porównanie wektorów
bool operator==(Vector v) { return ((x == v.x) && (y == v.y)); }
// Norma w przestrzeni Manhattan
int manhattanNorm() const { return abs(x) + abs(y); }
}; };
#endif #endif

BIN
res/arial.ttf Normal file

Binary file not shown.

View File

@@ -4,7 +4,10 @@ Board::Board()
{ {
// Czyścimy całą tablicę // Czyścimy całą tablicę
for(int i=0; i<TILES_COUNT; ++i) for(int j=0; j<TILES_COUNT; ++j) board[i][j] = NULL; for(int i=0; i<TILES_COUNT; ++i) for(int j=0; j<TILES_COUNT; ++j) board[i][j] = NULL;
}
void Board::initBoard()
{
// Tworzymy czarne pionki // Tworzymy czarne pionki
for(int i=1; i<TILES_COUNT; i=i+2) createPawn(Vector(i, 0), CL_BLACK); for(int i=1; i<TILES_COUNT; i=i+2) createPawn(Vector(i, 0), CL_BLACK);
for(int i=0; i<TILES_COUNT; i=i+2) createPawn(Vector(i, 1), CL_BLACK); for(int i=0; i<TILES_COUNT; i=i+2) createPawn(Vector(i, 1), CL_BLACK);
@@ -31,8 +34,12 @@ Pawn* Board::getPawn(Vector position)
return board[position.x][position.y]; return board[position.x][position.y];
} }
bool Board::movePawn(Vector position, Vector target) bool Board::movePawn(Movement movement)
{ {
// Pomocnicze wektory
Vector& position = movement.begin;
Vector& target = movement.end;
// Jeżeli na pozycji startowej nie ma pionka // Jeżeli na pozycji startowej nie ma pionka
if(!getPawn(position)) return false; if(!getPawn(position)) return false;
@@ -50,9 +57,9 @@ bool Board::movePawn(Vector position, Vector target)
return true; return true;
} }
bool Board::isMovementPossible(Vector position, Vector target) bool Board::isMovementPossible(Movement movement)
{ {
// TODO /** TODO **/
return true; return true;
} }
@@ -89,6 +96,29 @@ void Board::draw(sf::RenderWindow& window)
} }
} }
// Zaznacz kafelki przeznaczone do zaznaczenia
for(auto selected_tile: selected_tiles)
{
// Pobieramy współrzędne
int x = selected_tile.x;
int y = selected_tile.y;
// Tworzymy pojedynczy kafelek o wymiarach TILE_SIZE x TILE_SIZE
sf::RectangleShape tile(sf::Vector2f(TILE_SIZE, TILE_SIZE));
// Ustawiamy pozycję na i*TILE_SIZE, j*TILE_SIZE -- czyli np. dla TILE_SIZE = 64: (0,0), (0,64), (0,128), ...
tile.setPosition(x*TILE_SIZE, y*TILE_SIZE);
// Ustawiamy kolor wypełnienia co drugiego kafelka na jasny
tile.setFillColor(((x+y)%2)?sf::Color(200, 124, 50):sf::Color(255, 255, 220));
// Rysujemy kafelki
window.draw(tile);
// Jeżeli istnieją na danym polu pionki, to je rysujemy
if(board[x][y]) board[x][y]->draw(window);
}
} }
Pawn* Board::selectPawn(Vector position) Pawn* Board::selectPawn(Vector position)
@@ -111,3 +141,206 @@ Pawn* Board::selectPawn(Vector position)
// Zwracamy NULL, bo pionek nie istnieje // Zwracamy NULL, bo pionek nie istnieje
return NULL; return NULL;
} }
bool Board::isPossibleBeating(Vector position)
{
// Pobieramy wskaźnik do pionka znajdującego się na zadanej pozycji
Pawn* position_pawn = getPawn(position);
// Jeżeli go tam nie ma, zwracamy false
if(!position_pawn) return false;
// Zabezpieczenie przed przekroczeniem indeksów
if((getPawn(position)->getPosition().x > 1 &&
getPawn(position)->getPosition().y > 1) &&
(getPawn(position)->getPosition().x < TILES_COUNT-1 &&
getPawn(position)->getPosition().y < TILES_COUNT-1))
// Jeżeli na polu przesuniętym o wektor [1,1] jest pionek, i jest on koloru przeciwnego
// a za pole zanim jest puste, zwracamy true
if(getPawn(position+Vector(1, 1)) &&
(getPawn(position+Vector(1, 1))->getColor() != position_pawn->getColor()) &&
(!getPawn(position+Vector(2, 2)))) return true;
// ... analogicznie w pozostałych kierunkach
// Zabezpieczenie przed przekroczeniem indeksów
if((getPawn(position)->getPosition().x > 1 &&
getPawn(position)->getPosition().y > 1) &&
(getPawn(position)->getPosition().x < TILES_COUNT-1 &&
getPawn(position)->getPosition().y < TILES_COUNT-1))
if(getPawn(position+Vector(1, -1)) &&
(getPawn(position+Vector(1, -1))->getColor() != position_pawn->getColor()) &&
(!getPawn(position+Vector(2, -2)))) return true;
// Zabezpieczenie przed przekroczeniem indeksów
if(getPawn(position)->getPosition().x > 1 &&
getPawn(position)->getPosition().y > 1)
if(getPawn(position+Vector(-1, 1)) &&
(getPawn(position+Vector(-1, 1))->getColor() != position_pawn->getColor()) &&
(!getPawn(position+Vector(-2, 2)))) return true;
// Zabezpieczenie przed przekroczeniem indeksów
if(getPawn(position)->getPosition().x > 1 &&
getPawn(position)->getPosition().y > 1)
if(getPawn(position+Vector(-1, -1)) &&
(getPawn(position+Vector(-1, -1))->getColor() != position_pawn->getColor()) &&
(!getPawn(position+Vector(-2, -2)))) return true;
return false;
}
std::list<Movement> Board::getPossibleBeatings(Vector position)
{
// Tworzymy nowy kontener na pozycje
std::list<Movement> beatings;
// Pobieramy wskaźnik do pionka znajdującego się na zadanej pozycji
Pawn* position_pawn = getPawn(position);
// Jeżeli go tam nie ma, zwracamy pusty kontener
if(!position_pawn) return beatings;
// Jeżeli na polu przesuniętym o wektor [1,1] jest pionek, i jest on koloru przeciwnego
// a za pole zanim jest puste, dorzucamy tą pozycję do kontenera
if(position.x < TILES_COUNT-1 && position.y < TILES_COUNT-1)
if(getPawn(position+Vector(1, 1)) &&
(getPawn(position+Vector(1, 1))->getColor() != position_pawn->getColor()) &&
(!getPawn(position+Vector(2, 2)))) beatings.push_back(Movement(position, position+Vector(2, 2)));
// ... analogicznie w pozostałych kierunkach
if(position.x < TILES_COUNT-1 && position.y > 1)
if(getPawn(position+Vector(1, -1)) &&
(getPawn(position+Vector(1, -1))->getColor() != position_pawn->getColor()) &&
(!getPawn(position+Vector(2, -2)))) beatings.push_back(Movement(position, position+Vector(2, -2)));
if(position.x > 1 && position.y < TILES_COUNT-1)
if(getPawn(position+Vector(-1, 1)) &&
(getPawn(position+Vector(-1, 1))->getColor() != position_pawn->getColor()) &&
(!getPawn(position+Vector(-2, 2)))) beatings.push_back(Movement(position, position+Vector(-2, 2)));
if(position.x > 1 && position.y > 1)
if(getPawn(position+Vector(-1, -1)) &&
(getPawn(position+Vector(-1, -1))->getColor() != position_pawn->getColor()) &&
(!getPawn(position+Vector(-2, -2)))) beatings.push_back(Movement(position, position+Vector(-2, -2)));
// Zwracamy kontener
return beatings;
}
std::list<Movement> Board::getPossibleMovements(Vector position)
{
// Jeżeli są możliwe bicia, zwróć je
if(isPossibleBeating(position)) return getPossibleBeatings(position);
std::list<Movement> movements;
// Jeżeli pionek nie istnieje, zwróć pustą listę
if(!getPawn(position)) return movements;
// Jeżeli to ruch czarnego pionka
if(getPawn(position)->getColor() == CL_BLACK)
{
// Zabezpieczenie przed przekroczeniem indeksów
if(getPawn(position)->getPosition().x > 0 &&
getPawn(position)->getPosition().y > 0)
// Jeżeli miejsce 1 jest wolne, wrzuć do listy
if(!getPawn(position+Vector(1, 1))) movements.push_back(Movement(position, position+Vector(1, 1)));
// Zabezpieczenie przed przekroczeniem indeksów
if(getPawn(position)->getPosition().x > 0 &&
getPawn(position)->getPosition().y > 0)
// Jeżeli miejsce 2 jest wolne, wrzuć do listy
if(!getPawn(position+Vector(-1, 1))) movements.push_back(Movement(position, position+Vector(-1, 1)));
}
// Jeżeli to ruch białego pionka
if(getPawn(position)->getColor() == CL_WHITE)
{
// Zabezpieczenie przed przekroczeniem indeksów
if(getPawn(position)->getPosition().x > 1 &&
getPawn(position)->getPosition().y > 1)
// Jeżeli miejsce 1 jest wolne, wrzuć do listy
if(!getPawn(position+Vector(-1, -1))) movements.push_back(Movement(position, position+Vector(-1, -1)));
// Jeżeli miejsce 2 jest wolne, wrzuć do listy
if(position.y > 1)
if(!getPawn(position+Vector(1, -1))) movements.push_back(Movement(position, position+Vector(1, -1)));
}
return movements;
}
std::list<Movement> Board::getPossibleMovements(Color color)
{
std::list<Movement> movements;
// Dla każdych pionków
for(int x = 0; x < TILES_COUNT; ++x)
for(int y = 0; y < TILES_COUNT; ++y)
{
// Jeżeli to jest pionek
if(board[x][y])
{
// Jeżeli jest to pionek o który nam chodzi
if(board[x][y]->getColor() == color)
// Dodaj wszystkie jego możliwe ruchy do listy ruchów
for(auto m: getPossibleMovements(Vector(x, y))) movements.push_back(m);
}
}
return movements;
}
void Board::display()
{
// Wyświetl poziomą linię
for(int i=0; i<TILES_COUNT; ++i) std::cout << "+---";
std::cout << "+" << std::endl;
// Wyświetl całą planszę
for(int y = 0; y<TILES_COUNT; ++y)
{
// Pojedynczy wiersz
for(int x = 0; x<TILES_COUNT; ++x)
{
std::cout << "|";
if(board[x][y])
{
if(board[x][y]->getColor() == CL_WHITE) std::cout << " O ";
else std::cout << " @ ";
} else std::cout << " ";
}
std::cout << "|" << std::endl;
// Pozioma linia
for(int i=0; i<TILES_COUNT; ++i) std::cout << "+---";
std::cout << "+" << std::endl;
}
}
Board::Board(const Board& original)
{
// Czyścimy całą tablicę
for(int i=0; i<TILES_COUNT; ++i) for(int j=0; j<TILES_COUNT; ++j) board[i][j] = NULL;
// Kopiujemy wszystko...
for(int x = 0; x<TILES_COUNT; ++x)
for(int y = 0; y<TILES_COUNT; ++y)
// Jeżeli istnieje pionek na tym polu...
if(original.board[x][y])
// ... to w nowotworzonej planszy tworzymy identyczny pionek
createPawn(Vector(x, y), original.board[x][y]->getColor());
}

View File

@@ -2,31 +2,288 @@
Game::Game() Game::Game()
: :
window(sf::VideoMode(WINDOW_WIDTH, WINDOW_HEIGHT, 32), "Warcaby", sf::Style::Close), selected(TILES_COUNT+1, TILES_COUNT+1), // Brak zaznaczenia
selected(NULL), player_color(CL_WHITE), // Domyślny kolor gracza
player_color(CL_WHITE) round(CL_WHITE), // Pierwszy ruch mają białe pionki
movements_sequence(false), // Ciąg kolejnych ruchów
player_score(0), // Wyzerowana ilość punktów gracza
ai_score(0), // Wyzerowana ilość punktów AI
minimax(7, getAIColor()) // Poziom AI oraz kolor AI
{ {
// Kod inicjalizujący // Ustawienia antyaliasingu
sf::ContextSettings settings;
settings.antialiasingLevel = 8;
// Utworzenie okna
window.create(sf::VideoMode(WINDOW_WIDTH, WINDOW_HEIGHT, 32), GAME_TITLE, sf::Style::Close, settings);
// Wygenerowanie planszy startowej
board.initBoard();
// Pętla główna // Pętla główna
loop(); loop();
} }
void Game::killPawn(Vector position) void Game::killPawn(Vector position)
{ {
// Dodaj odpowiednio punkty
if(board.getPawn(position)->getColor() == getPlayerColor()) ++ai_score;
else ++player_score;
// Usuń pionek
board.deletePawn(position);
} }
Player Game::getPlayer(Vector position) Player Game::getPlayer(Vector position)
{ {
// if(board.getPawn(position)->getColor() == getPlayerColor()) return PL_HUMAN;
return PL_HUMAN; else return PL_AI;
} }
bool Game::movePawn(Vector position, Vector target) bool Game::movePawn(Movement movement)
{ {
// // Pomocnicze wektory
return true; Vector& position = movement.begin;
Vector& target = movement.end;
// Jeżeli pionek startowy nie istnieje
if(!board.getPawn(position)) return false;
// Jeżeli ruch należy do drugiego gracza
if(board.getPawn(position)->getColor() != round) return false;
// Jeżeli kafelek jest zajęty
if(board.getPawn(target)) return false;
// Jeżeli to ruch czarnego pionka
if(board.getPawn(position)->getColor() == CL_BLACK)
{
// Jeżeli jest to zwykły ruch na ukos
if((target-position == Vector(1, 1)) || // Jeżeli jest to ruch o wektor [1, 1]
(target-position == Vector(-1, 1))) // --//--
return board.movePawn(Movement(position, target)); // Rusz pionek
}
// Jeżeli to ruch białego pionka
if(board.getPawn(position)->getColor() == CL_WHITE)
{
// Jeżeli jest to zwykły ruch na ukos
if((target-position == Vector(-1, -1)) || // Jeżeli jest to ruch o wektor [1, 1]
(target-position == Vector(1, -1))) // --//--
return board.movePawn(Movement(position, target)); // Rusz pionek
}
// Jeżeli jest to przeskok nad drugim graczem
if((target-position == Vector(-2, -2)) && // Jeżeli jest to ruch o wektor [-2, -2]
(board.getPawn(position+Vector(-1, -1))) && // Jeżeli istnieje pionek na polu przesuniętym o [-1, -1]
(board.getPawn(position+Vector(-1, -1))->getColor() != board.getPawn(position)->getColor())) // Jeżeli jest to gracz o innym kolorze
{
// Zabij zbijanego pionka
killPawn(position+Vector(-1, -1));
// Przesuń pionek
return board.movePawn(Movement(position, target));
}
if((target-position == Vector(-2, 2)) && // Jeżeli jest to ruch o wektor [-2, -2]
(board.getPawn(position+Vector(-1, 1))) && // Jeżeli istnieje pionek na polu przesuniętym o [-1, -1]
(board.getPawn(position+Vector(-1, 1))->getColor() != board.getPawn(position)->getColor())) // Jeżeli jest to gracz o innym kolorze
{
// Zabij zbijanego pionka
killPawn(position+Vector(-1, 1));
// Przesuń pionek
return board.movePawn(Movement(position, target));
}
if((target-position == Vector(2, -2)) && // Jeżeli jest to ruch o wektor [-2, -2]
(board.getPawn(position+Vector(1, -1))) && // Jeżeli istnieje pionek na polu przesuniętym o [-1, -1]
(board.getPawn(position+Vector(1, -1))->getColor() != board.getPawn(position)->getColor())) // Jeżeli jest to gracz o innym kolorze
{
// Zabij zbijanego pionka
killPawn(position+Vector(1, -1));
// Przesuń pionek
return board.movePawn(Movement(position, target));
}
if((target-position == Vector(2, 2)) && // Jeżeli jest to ruch o wektor [-2, -2]
(board.getPawn(position+Vector(1, 1))) && // Jeżeli istnieje pionek na polu przesuniętym o [-1, -1]
(board.getPawn(position+Vector(1, 1))->getColor() != board.getPawn(position)->getColor())) // Jeżeli jest to gracz o innym kolorze
{
// Zabij zbijanego pionka
killPawn(position+Vector(1, 1));
// Przesuń pionek
return board.movePawn(Movement(position, target));
}
return false;
}
void Game::executePlayerRound(sf::Vector2f mouse_position)
{
// Konwersja pozycji myszy na współrzędne kafelka
Vector position(mouse_position);
// Pobieramy informacje o pionku(lub jego braku) z interesującego nas pola
Pawn* ptr = board.getPawn(position);
// Jeżeli tura należy do gracza, pionek istnieje i należy do gracza oraz ruch nie został jeszcze rozpoczęty:
if((round == getPlayerColor()) && ptr && (ptr->getColor() == getPlayerColor()) && (!movements_sequence))
{
// Zaznaczamy pionek i pobieramy do niego wskaźnik
ptr = board.selectPawn(Vector(position));
// Pobieramy jego pozycję i zapisujemy do zmiennej przechowującej zaznaczony pionek
selected = ptr->getPosition();
// Zaznacz dozwolone kafelki na mapie
std::list<Vector> possible_tiles; // Lista dozwolonych kafelków
for(const auto& m: board.getPossibleMovements(selected)) // Pobieramy dozwolone kafelki docelowe z dozwolonych ruchów
possible_tiles.push_back(m.end);
board.selectTiles(possible_tiles); // Zaznaczamy je na planszy
}
// Jeżeli pionek nie istnieje w danym miejscu (czyli kliknięto na puste pole),
// to znaczy, że jest to ruch docelowy (czyli należy pionek przesunąć):
if(!ptr)
{
// Jeżeli pionek jest poprawnie zaznaczony
if(board.getPawn(selected))
{
// Pomocnicza flaga
bool move_is_possible = false;
// Jeżeli możliwe jest bicie
if(board.isPossibleBeating(selected))
{
// Pobieramy listę możliwych bić
std::list<Movement> beatings = board.getPossibleBeatings(selected);
// Jeżeli gracz próbuje bić, zezwól na ruch (czyli bicie jest obowiązkowe)
if(find(beatings.begin(), beatings.end(), Movement(selected, position)) != beatings.end()) move_is_possible = true;
}
// Jeżeli nie jest możliwe bicie, to zezwól na ruch
else move_is_possible = true;
// Jeżeli zezwolono na ruch
// przesuwamy pionek o ile to możliwe (kliknięte miejsce = position jest naszym docelowym kafelkiem)
if(move_is_possible && movePawn(Movement(selected, position)))
{
// Ustaw sekwencję ruchów
movements_sequence = true;
// Jeżeli się udało, to aktualizujemy pozycję zaznaczonego pionka
selected = position;
// Jeżeli już nie ma możliwości bicia (bicie obowiązkowe), kończymy turę
if(!board.isPossibleBeating(selected))
{
// Kończymy sekwencję ruchów
movements_sequence = false;
// Odznaczamy pionek
board.getPawn(selected)->deselect();
// Odznaczamy kafelki (EXPERIMENTAL)
board.deselectTiles();
// i kończymy turę
round = getAIColor();
}
// W przeciwnym razie zaznaczamy na mapie dozwolone kafelki
else
{
board.deselectTiles();
std::list<Vector> possible_tiles; // Lista dozwolonych kafelków
for(const auto& m: board.getPossibleMovements(selected)) // Pobieramy dozwolone kafelki docelowe z dozwolonych ruchów
possible_tiles.push_back(m.end);
board.selectTiles(possible_tiles); // Zaznaczamy je na planszy
}
}
}
}
}
void Game::eventHandler()
{
// Kontener na zdarzenia
sf::Event event;
// Kolejka zdarzeń
while(window.pollEvent(event))
{
// Obsługa zamykania okna gry
if(event.type == sf::Event::Closed) window.close();
// Obsługa myszy
if(event.type == sf::Event::MouseButtonPressed)
{
// Lewy klawisz
if(event.mouseButton.button == sf::Mouse::Left)
// Wykonaj turę gracza
executePlayerRound(sf::Vector2f(event.mouseButton.x, event.mouseButton.y));
}
}
} }
void Game::loop() void Game::loop()
{ {
// Nieskończona pętla główna gry
while(window.isOpen())
{
// Przechwytywanie zdarzeń
eventHandler();
// Czyszczenie okna
window.clear(sf::Color::Black);
// Rysowanie planszy
board.draw(window);
// Rysuj HUD
drawHUD();
// Wyświetlenie ekranu
window.display();
// Jeżeli teraz tura należy do AI
if(round == getAIColor())
{
// Ruch AI
movePawn(minimax.minimax(board));
// Ustaw turę na gracza
round = getPlayerColor();
} }
}
}
void Game::drawHUD()
{
sf::Font font; font.loadFromFile("res/arial.ttf");
std::stringstream player_score_ss; player_score_ss << "Gracz: " << player_score;
std::stringstream ai_score_ss; ai_score_ss << "AI: " << ai_score;
sf::Text player_score_text(player_score_ss.str(), font);
sf::Text ai_score_text(ai_score_ss.str(), font);
player_score_text.setCharacterSize(24);
player_score_text.setColor(sf::Color::White);
player_score_text.setPosition(sf::Vector2f(10, TILES_COUNT*TILE_SIZE));
ai_score_text.setCharacterSize(24);
ai_score_text.setColor(sf::Color::White);
ai_score_text.setPosition(sf::Vector2f(TILES_COUNT*TILE_SIZE - 70, TILES_COUNT*TILE_SIZE));
window.draw(player_score_text);
window.draw(ai_score_text);
}

View File

@@ -7,33 +7,11 @@
#include "../inc/pawn.hh" #include "../inc/pawn.hh"
#include "../inc/board.hh" #include "../inc/board.hh"
#include "../inc/game.hh" #include "../inc/game.hh"
#include "../inc/minimax.hh"
int main() int main()
{ {
/* sf::ContextSettings settings; Game game;
settings.antialiasingLevel = 8;
sf::RenderWindow window(sf::VideoMode(WINDOW_WIDTH, WINDOW_HEIGHT, 32), "Warcaby", sf::Style::Close, settings);
Board board;
Pawn* selected;
while(window.isOpen())
{
sf::Event event;
while(window.pollEvent(event))
{
if(event.type == sf::Event::Closed) window.close();
if(event.type == sf::Event::MouseButtonPressed)
{
if(event.mouseButton.button == sf::Mouse::Left)
{
Pawn* tmp = board.selectPawn(Vector(sf::Vector2f(event.mouseButton.x, event.mouseButton.y)));
if(tmp) selected = tmp;
else board.movePawn(selected->getPosition(), Vector(sf::Vector2f(event.mouseButton.x, event.mouseButton.y)));
}
}
}
window.clear(sf::Color(255, 255, 255));
board.draw(window);
window.display();
}*/
return 0; return 0;
} }

129
src/minimax.cpp Normal file
View File

@@ -0,0 +1,129 @@
#include "../inc/minimax.hh"
int MiniMax::f1(Board& board, const Color& color)
{
// Wycena
int value = 0, tmp_value;
// Wskaźnik na aktualnie oceniany pionek
Pawn* ptr = NULL;
// Przeglądamy całą planszę
for(int x = 0; x<TILES_COUNT; ++x)
for(int y = 0; y<TILES_COUNT; ++y)
{
// Jeżeli pionek na tym polu istnieje
ptr = board.getPawn(Vector(x, y));
if(ptr)
{
// Jeżeli pionek jest damką:
if(ptr->isQueen()) tmp_value = 10;
else tmp_value = 1;
// Jeżeli pionek należy do obszaru III -- waga 3
if(((ptr->getPosition().x >= 3) && (ptr->getPosition().y >= 3)) &&
((ptr->getPosition().x < (TILES_COUNT-3)) && (ptr->getPosition().y < (TILES_COUNT-3))))
tmp_value *= 3;
// Jeżeli pionek należy do obszaru II -- waga 2
else if(((ptr->getPosition().x >= 2) && (ptr->getPosition().y >= 2)) &&
((ptr->getPosition().x < (TILES_COUNT-2)) && (ptr->getPosition().y < (TILES_COUNT-2))))
tmp_value *= 2;
// W przeciwnym wypadku, zostaje waga 1
// Jeżeli NIE jest to pionek należący do gracza zdefiniowanego kolorem color
// przemnażamy przez -1
if(ptr->getColor() != color) tmp_value *= -1;
// Dodajemy tmp_value do wyceny
value += tmp_value;
}
}
// Zwracamy wycenę
return value;
}
Color MiniMax::getColorFromDepth(int depth)
{
// Dla parzystych głębokości ruch należy do AI
if(depth%2) return AI_COLOR;
// Dla nieparzystych -- do gracza
else
{
if(AI_COLOR == CL_WHITE) return CL_BLACK;
else return CL_WHITE;
}
}
int MiniMax::alphabeta(Board board, int depth, int alpha, int beta, Movement& best_movement)
{
// Kolor aktualnego gracza
Color color = getColorFromDepth(depth);
// Jeżeli jest to liść lub korzeń
if((depth == DEPTH_MAX) || (depth == 0)) return evaluate(board, color);
// Jeżeli jest teraz ruch przeciwnika
if(color != AI_COLOR)
{
// Dla każdego potomka
for(auto& m: board.getPossibleMovements(color))
{
// Tworzymy nowy stan gry
Board new_board(board);
// Wykonujemy ruch
new_board.movePawn(m);
// Pobieramy wartość MIN (czyli gracz minimalizuje zysk AI)
beta = std::min(beta, alphabeta(new_board, depth+1, alpha, beta, best_movement));
// Jeżeli alfa >= beta odcinamy gałąź alpha
if(alpha >= beta) break;
}
}
// Jeśli jest teraz ruch AI
else
// Dla każdego potomka
for(auto& m: board.getPossibleMovements(color))
{
// Tworzymy nowy stan gry
Board new_board(board);
// Wykonujemy ruch
new_board.movePawn(m);
// Pobieramy wartość MAX (czyli AI maksymalizuje własny zysk)
alpha = std::max(alpha, alphabeta(new_board, depth+1, alpha, beta, best_movement));
// Zwracamy w referencji ruch (dążymy do tego, aby na poziomie głębokości = 1 mieć
// ruch, za pomocą którego doszliśmy do najlepszego rozwiązania według strategii minimax)
best_movement = m;
// Jeżeli alfa >= beta odcinamy gałąź beta
if(alpha >= beta) break;
}
// Zwracamy wartość najlepszego ruchu
return alpha;
}
Movement MiniMax::minimax(Board board)
{
// Tworzymy bufor na ruch
Movement best_movement;
// Pobieramy algorytmem minimax z cięciem alfa-beta najlepszy ruch
alphabeta(board, 1, -INF, INF, best_movement);
// Zwracamy najlepszy ruch
return best_movement;
}