用Python代码实现AI对战的五子棋游戏

时间: 2023-06-16 17:07:46 浏览: 59
好的,以下是实现AI对战的五子棋游戏的Python代码: ```python import numpy as np # 定义棋盘大小 BOARD_SIZE = 15 # 定义棋子类型 EMPTY = 0 BLACK = 1 WHITE = 2 # 定义评估函数中的常量 FIVE = 100000 FOUR = 10000 THREE = 1000 TWO = 100 ONE = 10 # 定义棋型及对应分值 CHESS_TYPE = { "11111": FIVE, "011110": FOUR, "011100": THREE, "001110": THREE, "011010": THREE, "010110": THREE, "001100": TWO, "010010": TWO, "000100": ONE, "001000": ONE, "000010": ONE, "000001": ONE } class ChessBoard: """ 定义五子棋棋盘类 """ def __init__(self): self.board = np.zeros((BOARD_SIZE, BOARD_SIZE), dtype=np.int32) self.current_player = BLACK # 黑子先行 self.steps = [] # 记录每一步棋 def get_valid_moves(self): """ 获取当前可落子的位置 """ valid_moves = [] for i in range(BOARD_SIZE): for j in range(BOARD_SIZE): if self.board[i][j] == EMPTY: valid_moves.append((i, j)) return valid_moves def move(self, position): """ 落子 """ i, j = position self.board[i][j] = self.current_player self.steps.append((i, j)) self.current_player = BLACK if self.current_player == WHITE else WHITE def unmove(self): """ 悔棋 """ i, j = self.steps.pop() self.board[i][j] = EMPTY self.current_player = BLACK if self.current_player == WHITE else WHITE def evaluate(self): """ 评估当前棋盘局面 """ scores = {BLACK: 0, WHITE: 0} # 计算行 for i in range(BOARD_SIZE): row = "".join([str(x) for x in self.board[i]]) for chess_type, score in CHESS_TYPE.items(): if chess_type in row: scores[self.current_player] += score # 计算列 for j in range(BOARD_SIZE): col = "".join([str(x) for x in self.board[:, j]]) for chess_type, score in CHESS_TYPE.items(): if chess_type in col: scores[self.current_player] += score # 计算正斜线 for k in range(BOARD_SIZE * 2 - 1): if k < BOARD_SIZE: line = "".join([str(x) for x in self.board.diagonal(k)]) else: line = "".join([str(x) for x in self.board.diagonal(k - BOARD_SIZE + 1)]) for chess_type, score in CHESS_TYPE.items(): if chess_type in line: scores[self.current_player] += score # 计算反斜线 for k in range(-BOARD_SIZE + 1, BOARD_SIZE): line = "".join([str(x) for x in self.board.diagonal(k)]) for chess_type, score in CHESS_TYPE.items(): if chess_type in line: scores[self.current_player] += score return scores[BLACK] - scores[WHITE] class AIPlayer: """ 定义五子棋AI类 """ def __init__(self, chessboard, depth=2): self.chessboard = chessboard self.depth = depth def get_move(self): """ 获取AI落子位置 """ best_score = -float("inf") best_move = None for move in self.chessboard.get_valid_moves(): self.chessboard.move(move) score = self.minimax(self.depth, False, -float("inf"), float("inf")) self.chessboard.unmove() if score > best_score: best_score = score best_move = move return best_move def minimax(self, depth, max_player, alpha, beta): """ Minimax算法搜索最优解 """ if depth == 0: return self.chessboard.evaluate() valid_moves = self.chessboard.get_valid_moves() if max_player: max_score = -float("inf") for move in valid_moves: self.chessboard.move(move) score = self.minimax(depth - 1, False, alpha, beta) self.chessboard.unmove() max_score = max(max_score, score) alpha = max(alpha, max_score) if alpha >= beta: break return max_score else: min_score = float("inf") for move in valid_moves: self.chessboard.move(move) score = self.minimax(depth - 1, True, alpha, beta) self.chessboard.unmove() min_score = min(min_score, score) beta = min(beta, min_score) if alpha >= beta: break return min_score if __name__ == "__main__": chessboard = ChessBoard() ai_player = AIPlayer(chessboard, depth=2) while True: print(chessboard.board) if chessboard.current_player == BLACK: x, y = map(int, input("Black player's turn (x, y): ").strip().split()) chessboard.move((x, y)) else: move = ai_player.get_move() print("AI player's move: {}".format(move)) chessboard.move(move) if len(chessboard.steps) >= BOARD_SIZE ** 2: print("Game over! It's a tie!") break if chessboard.evaluate() == FIVE: if chessboard.current_player == BLACK: print("Game over! Black player wins!") else: print("Game over! AI player wins!") break ``` 这个代码实现了一个基于Minimax算法的五子棋AI,并且可以与人类玩家进行对战。运行代码后,黑子先行,输入坐标即可落子。AI落子时,会输出其选择的位置。当棋盘上没有空余位置时,游戏结束,若有一方获得胜利,也会输出游戏结束信息。

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好的,根据上面的目标函数,我们可以推导出其对应的梯度向量函数,如下所示: def gradient(x, y, beta): """ Compute gradient of the logistic regression loss function :param beta: model parameter vector :param x: feature matrix :param y: label vector :return: gradient vector """ n = x.shape[0] pred = 1 /
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