具有创新点的六子棋开局库Q-强化学习算法C语言程序

时间: 2023-08-30 13:04:20 浏览: 49
以下是一个基于Q-强化学习算法实现的具有创新点的六子棋开局库C语言程序的示例: ``` #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <time.h> #define ROW 15 #define COL 15 #define EMPTY 0 #define BLACK 1 #define WHITE 2 #define MAXSTEP 225 #define MAXEPISODES 50000 #define ALPHA 0.1 #define GAMMA 0.9 #define EPSILON 0.1 // 定义状态结构体 typedef struct { int state[ROW][COL]; // 棋盘状态 int player; // 当前玩家 } State; // 定义动作结构体 typedef struct { int row; int col; int value; } Action; // 定义Q值结构体 typedef struct { double value; int count; } QValue; // 初始化状态 void initState(State *s) { int i, j; s->player = BLACK; for (i = 0; i < ROW; i++) { for (j = 0; j < COL; j++) { s->state[i][j] = EMPTY; } } } // 随机选择动作 Action selectAction(State s, QValue qTable[][COL][3], double epsilon) { int i, j, k; Action action; if ((double)rand() / RAND_MAX < epsilon) { // 随机选择动作 do { action.row = rand() % ROW; action.col = rand() % COL; } while (s.state[action.row][action.col] != EMPTY); } else { // 选择最优动作 double maxValue = -1e9; for (i = 0; i < ROW; i++) { for (j = 0; j < COL; j++) { if (s.state[i][j] == EMPTY) { for (k = 1; k <= 2; k++) { if (qTable[i][j][k].value > maxValue) { maxValue = qTable[i][j][k].value; action.row = i; action.col = j; action.value = k; } } } } } } return action; } // 更新Q值 void updateQValue(QValue *qValue, double reward, QValue nextQValue) { qValue->value += ALPHA * (reward + GAMMA * nextQValue.value - qValue->value) / (++qValue->count); } // 根据当前状态和策略生成下一状态 State nextState(State s, Action action) { State nextS = s; nextS.state[action.row][action.col] = action.value; nextS.player = 3 - s.player; // 切换玩家 return nextS; } // 判断是否有五子连珠 int isWin(State s) { int i, j, k, m, n; for (i = 0; i < ROW; i++) { for (j = 0; j < COL; j++) { if (s.state[i][j] == EMPTY) { continue; } for (k = 0; k < 4; k++) { int count = 1; for (m = i + dx[k], n = j + dy[k]; m >= 0 && m < ROW && n >= 0 && n < COL && s.state[m][n] == s.state[i][j]; m += dx[k], n += dy[k]) { count++; } for (m = i - dx[k], n = j - dy[k]; m >= 0 && m < ROW && n >= 0 && n < COL && s.state[m][n] == s.state[i][j]; m -= dx[k], n -= dy[k]) { count++; } if (count >= 5) { return s.state[i][j]; } } } } return EMPTY; } // 六子棋Q-强化学习算法主函数 void sixChess() { srand((unsigned int)time(NULL)); // 随机种子 int i, j, k, t; int dx[4] = {1, 0, 1, 1}; // 横向、纵向、正斜线、反斜线 int dy[4] = {0, 1, 1, -1}; State s; Action action; QValue qTable[ROW][COL][3]; // Q值表 for (i = 0; i < ROW; i++) { for (j = 0; j < COL; j++) { for (k = 1; k <= 2; k++) { qTable[i][j][k].value = 0; qTable[i][j][k].count = 0; } } } for (t = 0; t < MAXEPISODES; t++) { initState(&s); for (i = 0; i < MAXSTEP; i++) { action = selectAction(s, qTable, EPSILON); State nextS = nextState(s, action); int winner = isWin(nextS); double reward; if (winner == s.player) { reward = 1; } else if (winner == 3 - s.player) { reward = -1; } else { reward = 0; } Action nextAction = selectAction(nextS, qTable, 0); updateQValue(&qTable[action.row][action.col][action.value], reward, qTable[nextAction.row][nextAction.col][nextAction.value]); if (winner != EMPTY) { break; } s = nextS; } } // 输出Q值表 for (i = 0; i < ROW; i++) { for (j = 0; j < COL; j++) { printf("(%d,%d): ", i, j); for (k = 1; k <= 2; k++) { printf("%lf ", qTable[i][j][k].value); } printf("\n"); } } } // 主函数 int main() { sixChess(); return 0; } ``` 该程序实现了Q-强化学习算法,随机选择动作的策略和ε-greedy策略,并用于生成具有创新点的六子棋开局库。在程序中,Q值使用QValue结构体表示,每个状态下包含三个Q值,分别代表当前位置为空、黑色棋子、白色棋子时的Q值。程序还实现了奖励函数、更新Q值函数、下一状态生成函数、判断是否有五子连珠函数等。最后,通过输出Q值表来查看生成的具有创新点的开局库。

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