使用蒙特卡洛树搜索完成反四子棋bot的c++代码实现

时间: 2024-01-24 21:18:14 浏览: 103
蒙特卡洛树搜索是一种常用的人工智能算法,可以用于解决许多博弈问题。下面是一个使用蒙特卡洛树搜索完成反四子棋bot的c++代码实现,供您参考。 首先,需要定义一个棋盘的类,该类中包含棋盘的状态和一些基本操作,例如判断胜负、落子等操作。 ``` const int N = 5; const int M = 5; const int K = 4; enum ChessType { EMPTY, BLACK, WHITE }; class Board { public: ChessType board[N][M]; Board() { memset(board, 0, sizeof(board)); } bool putChess(int x, int y, ChessType type) { if (x < 0 || x >= N || y < 0 || y >= M || board[x][y] != EMPTY) { return false; } board[x][y] = type; return true; } bool checkWin(ChessType type) { for (int i = 0; i < N; i++) { for (int j = 0; j < M; j++) { if (board[i][j] == type) { if (checkLine(i, j, 1, 0, type)) { return true; } if (checkLine(i, j, 0, 1, type)) { return true; } if (checkLine(i, j, 1, 1, type)) { return true; } if (checkLine(i, j, 1, -1, type)) { return true; } } } } return false; } bool checkLine(int x, int y, int dx, int dy, ChessType type) { for (int i = 1; i < K; i++) { int nx = x + i * dx; int ny = y + i * dy; if (nx < 0 || nx >= N || ny < 0 || ny >= M || board[nx][ny] != type) { return false; } } return true; } }; ``` 接下来,需要定义一个蒙特卡洛树节点的类,该类中包含节点的状态和一些基本操作,例如展开节点、模拟游戏等操作。 ``` const int MAXN = 10000; class Node { public: int cnt; double val; Board board; Node *parent; vector<Node *> children; Node(Board board, Node *parent = nullptr) : cnt(0), val(0), board(board), parent(parent) {} void expand() { for (int i = 0; i < N; i++) { for (int j = 0; j < M; j++) { if (board.board[i][j] == EMPTY) { Board newBoard = board; newBoard.putChess(i, j, BLACK); children.push_back(new Node(newBoard, this)); } } } } double simulate() { Board simBoard = board; int cnt = 0; while (!simBoard.checkWin(BLACK) && !simBoard.checkWin(WHITE)) { int x = rand() % N; int y = rand() % M; if (simBoard.putChess(x, y, WHITE)) { cnt++; } } return cnt; } double uct(int totalCnt) { return val / cnt + sqrt(2 * log(totalCnt) / cnt); } Node *select() { Node *cur = this; while (!cur->children.empty()) { double maxUct = -1e9; Node *maxNode = nullptr; for (auto child : cur->children) { double uctVal = child->uct(cnt); if (uctVal > maxUct) { maxUct = uctVal; maxNode = child; } } cur = maxNode; } return cur; } void update(double val) { cnt++; this->val += val; if (parent != nullptr) { parent->update(val); } } }; ``` 最后,需要定义一个反四子棋bot的类,该类中包含基本操作,例如初始化、落子等操作。 ``` class AntiFourBot { public: Board board; Node *root; AntiFourBot() { root = new Node(board, nullptr); } void putChess(int x, int y) { for (auto child : root->children) { if (child->board.board[x][y] != board.board[x][y]) { root = child; break; } } board.putChess(x, y, BLACK); for (auto child : root->children) { if (child->board.board[x][y] == WHITE) { root = child; break; } } root->expand(); for (int i = 0; i < MAXN; i++) { Node *cur = root->select(); double val = cur->simulate(); cur->update(val); } for (auto child : root->children) { if (child->board.board[x][y] == WHITE) { root = child; break; } } board.putChess(root->board.board[x][y], WHITE); root = new Node(board, nullptr); } }; ``` 可以通过以下代码来测试反四子棋bot的性能: ``` int main() { AntiFourBot bot; while (true) { int x, y; cin >> x >> y; bot.putChess(x, y); cout << bot.root->board.board << endl; } return 0; } ```
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