用c++实现alphabeta剪枝算法五子棋

时间: 2023-06-16 10:06:41 浏览: 109
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阿尔法贝塔剪枝算法五子棋

以下是使用C++实现alphabeta剪枝算法的五子棋代码: ```c++ #include <iostream> #include <vector> #include <algorithm> using namespace std; const int N = 15; int board[N][N]; int player; // 当前玩家,0表示黑子,1表示白子 int max_depth; // 最大搜索深度 // 检查是否有五子连珠 bool check_win(int x, int y) { int dx[4] = {0, 1, 1, 1}; // 方向数组 int dy[4] = {1, 1, 0, -1}; for (int i = 0; i < 4; i++) { int cnt = 1; int nx = x + dx[i], ny = y + dy[i]; while (nx >= 0 && nx < N && ny >= 0 && ny < N && board[nx][ny] == board[x][y]) { cnt++; nx += dx[i], ny += dy[i]; } nx = x - dx[i], ny = y - dy[i]; while (nx >= 0 && nx < N && ny >= 0 && ny < N && board[nx][ny] == board[x][y]) { cnt++; nx -= dx[i], ny -= dy[i]; } if (cnt >= 5) return true; } return false; } // 计算当前局面分数 int evaluate() { int sc = 0; int dx[4] = {0, 1, 1, 1}; // 方向数组 int dy[4] = {1, 1, 0, -1}; for (int i = 0; i < N; i++) { for (int j = 0; j < N; j++) { if (board[i][j] == player) { // 统计横向、纵向、斜向的得分 for (int k = 0; k < 4; k++) { int cnt = 1; int nx = i + dx[k], ny = j + dy[k]; while (nx >= 0 && nx < N && ny >= 0 && ny < N && board[nx][ny] == board[i][j]) { cnt++; nx += dx[k], ny += dy[k]; } nx = i - dx[k], ny = j - dy[k]; while (nx >= 0 && nx < N && ny >= 0 && ny < N && board[nx][ny] == board[i][j]) { cnt++; nx -= dx[k], ny -= dy[k]; } if (cnt >= 5) return INT_MAX; // 如果有五子连珠,返回最大值 if (cnt == 4) sc += 10000; // 活四 else if (cnt == 3) sc += 1000; // 活三 else if (cnt == 2) sc += 100; // 活二 else if (cnt == 1) sc += 10; // 活一 } } } } return sc; } // alpha-beta剪枝搜索 int alpha_beta_search(int depth, int alpha, int beta) { if (depth == max_depth || check_win(N - 1, N - 1) || check_win(N - 1, 0) || check_win(0, N - 1) || check_win(0, 0)) { // 如果达到最大深度或有一方胜利,返回当前局面分数 return evaluate(); } vector<pair<int, int>> moves; // 存储所有可行的落子位置 for (int i = 0; i < N; i++) { for (int j = 0; j < N; j++) { if (board[i][j] == -1) { moves.emplace_back(i, j); } } } if (moves.empty()) return 0; // 棋盘已满,返回0 if (player == 0) { // 如果当前是黑子 int v = INT_MIN; for (auto move : moves) { int x = move.first, y = move.second; board[x][y] = player; player = 1 - player; // 切换到白子 v = max(v, alpha_beta_search(depth + 1, alpha, beta)); board[x][y] = -1; player = 1 - player; // 切换回黑子 alpha = max(alpha, v); if (beta <= alpha) break; // beta剪枝 } return v; } else { // 如果当前是白子 int v = INT_MAX; for (auto move : moves) { int x = move.first, y = move.second; board[x][y] = player; player = 1 - player; // 切换到黑子 v = min(v, alpha_beta_search(depth + 1, alpha, beta)); board[x][y] = -1; player = 1 - player; // 切换回白子 beta = min(beta, v); if (beta <= alpha) break; // alpha剪枝 } return v; } } int main() { // 初始化棋盘 for (int i = 0; i < N; i++) { for (int j = 0; j < N; j++) { board[i][j] = -1; } } // 玩家先手,黑子为玩家,白子为AI player = 0; cout << "请输入最大搜索深度:" << endl; cin >> max_depth; while (true) { int x, y; cout << "请输入落子位置(x, y):" << endl; cin >> x >> y; if (board[x][y] != -1) { cout << "该位置已有棋子,请重新输入!" << endl; continue; } board[x][y] = player; if (check_win(x, y)) { cout << "恭喜你获胜了!" << endl; break; } player = 1 - player; // 切换到AI int best_score = INT_MIN; int best_x = -1, best_y = -1; vector<pair<int, int>> moves; for (int i = 0; i < N; i++) { for (int j = 0; j < N; j++) { if (board[i][j] == -1) { moves.emplace_back(i, j); } } } for (auto move : moves) { int x = move.first, y = move.second; board[x][y] = player; player = 1 - player; // 切换到玩家 int score = alpha_beta_search(0, INT_MIN, INT_MAX); board[x][y] = -1; player = 1 - player; // 切换回AI if (score > best_score) { best_score = score; best_x = x, best_y = y; } } cout << "AI在(" << best_x << ", " << best_y << ")处落子,当前局面评分为:" << best_score << endl; board[best_x][best_y] = player; if (check_win(best_x, best_y)) { cout << "很遗憾,你输了!" << endl; break; } player = 1 - player; // 切换回玩家 } return 0; } ``` 在这个实现中,我们使用了alpha-beta剪枝算法来优化搜索过程,这样可以大大减少搜索时间。我们还实现了计算当前局面分数的函数,用于评估当前局面的好坏程度。在每次AI落子时,我们使用alpha-beta剪枝算法搜索出最好的落子位置,然后进行落子。如果AI或玩家获胜,则游戏结束。
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