C语言实现六子棋每局比赛由黑方先手;黑方第一手落一子,之后黑白双方轮流每次各下两子,使用α-β剪枝的代码并详细解释

时间: 2023-06-27 21:06:35 浏览: 45
以下是使用C语言实现六子棋游戏,并且使用α-β剪枝的代码: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <limits.h> #define BOARD_SIZE 6 #define MAX_DEPTH 4 typedef enum { EMPTY, BLACK, WHITE } Piece; typedef struct { Piece board[BOARD_SIZE][BOARD_SIZE]; int black_score; int white_score; } GameState; int evaluate_board(GameState state) { return state.black_score - state.white_score; } int is_game_over(GameState state) { int i, j; for (i = 0; i < BOARD_SIZE; i++) { for (j = 0; j < BOARD_SIZE; j++) { if (state.board[i][j] == EMPTY) { return 0; } } } return 1; } int is_valid_move(GameState state, int x1, int y1, int x2, int y2) { if (state.board[x1][y1] != BLACK && state.board[x1][y1] != WHITE) { return 0; } if (state.board[x2][y2] != EMPTY) { return 0; } if (abs(x1 - x2) > 1 || abs(y1 - y2) > 1) { return 0; } if (x1 == x2 && y1 == y2) { return 0; } if (state.board[x1][y1] == BLACK && state.black_score == 3) { return 0; } if (state.board[x1][y1] == WHITE && state.white_score == 3) { return 0; } return 1; } GameState make_move(GameState state, int x1, int y1, int x2, int y2) { GameState new_state = state; new_state.board[x2][y2] = new_state.board[x1][y1]; new_state.board[x1][y1] = EMPTY; if (new_state.board[x2][y2] == BLACK) { new_state.black_score++; } else { new_state.white_score++; } return new_state; } void print_board(GameState state) { int i, j; for (i = 0; i < BOARD_SIZE; i++) { for (j = 0; j < BOARD_SIZE; j++) { if (state.board[i][j] == EMPTY) { printf("."); } else if (state.board[i][j] == BLACK) { printf("B"); } else { printf("W"); } } printf("\n"); } } int alpha_beta_search(GameState state, int depth, int alpha, int beta) { if (depth == 0 || is_game_over(state)) { return evaluate_board(state); } int i, j, x, y; int value; if (depth % 2 == 0) { value = INT_MIN; for (i = 0; i < BOARD_SIZE; i++) { for (j = 0; j < BOARD_SIZE; j++) { if (state.board[i][j] == BLACK) { for (x = i - 1; x <= i + 1; x++) { for (y = j - 1; y <= j + 1; y++) { if (x >= 0 && x < BOARD_SIZE && y >= 0 && y < BOARD_SIZE) { if (is_valid_move(state, i, j, x, y)) { GameState new_state = make_move(state, i, j, x, y); int new_value = alpha_beta_search(new_state, depth - 1, alpha, beta); if (new_value > value) { value = new_value; } if (value > alpha) { alpha = value; } if (alpha >= beta) { return alpha; } } } } } } } } return value; } else { value = INT_MAX; for (i = 0; i < BOARD_SIZE; i++) { for (j = 0; j < BOARD_SIZE; j++) { if (state.board[i][j] == WHITE) { for (x = i - 1; x <= i + 1; x++) { for (y = j - 1; y <= j + 1; y++) { if (x >= 0 && x < BOARD_SIZE && y >= 0 && y < BOARD_SIZE) { if (is_valid_move(state, i, j, x, y)) { GameState new_state = make_move(state, i, j, x, y); int new_value = alpha_beta_search(new_state, depth - 1, alpha, beta); if (new_value < value) { value = new_value; } if (value < beta) { beta = value; } if (alpha >= beta) { return beta; } } } } } } } } return value; } } int main() { GameState state = { { {EMPTY, EMPTY, EMPTY, EMPTY, EMPTY, EMPTY}, {EMPTY, EMPTY, EMPTY, EMPTY, EMPTY, EMPTY}, {EMPTY, EMPTY, BLACK, EMPTY, EMPTY, EMPTY}, {EMPTY, EMPTY, EMPTY, EMPTY, EMPTY, EMPTY}, {EMPTY, EMPTY, EMPTY, EMPTY, EMPTY, EMPTY}, {EMPTY, EMPTY, EMPTY, EMPTY, EMPTY, EMPTY} }, 1, 0 }; int i, j, x, y; for (i = 0; i < MAX_DEPTH; i++) { int best_value = INT_MIN; int best_x, best_y, best_x2, best_y2; for (j = 0; j < BOARD_SIZE; j++) { for (x = 0; x < BOARD_SIZE; x++) { for (y = 0; y < BOARD_SIZE; y++) { if (state.board[x][y] == BLACK) { for (int k = x - 1; k <= x + 1; k++) { for (int l = y - 1; l <= y + 1; l++) { if (k >= 0 && k < BOARD_SIZE && l >= 0 && l < BOARD_SIZE) { if (is_valid_move(state, x, y, k, l)) { GameState new_state = make_move(state, x, y, k, l); int value = alpha_beta_search(new_state, MAX_DEPTH, INT_MIN, INT_MAX); if (value > best_value) { best_value = value; best_x = x; best_y = y; best_x2 = k; best_y2 = l; } } } } } } } } } printf("AI plays %d,%d to %d,%d\n", best_x, best_y, best_x2, best_y2); state = make_move(state, best_x, best_y, best_x2, best_y2); print_board(state); if (is_game_over(state)) { break; } printf("Your move: "); scanf("%d,%d %d,%d", &x, &y, &i, &j); while (!is_valid_move(state, x, y, i, j)) { printf("Invalid move. Your move: "); scanf("%d,%d %d,%d", &x, &y, &i, &j); } state = make_move(state, x, y, i, j); print_board(state); if (is_game_over(state)) { break; } } if (state.black_score > state.white_score) { printf("AI wins!\n"); } else if (state.black_score < state.white_score) { printf("You win!\n"); } else { printf("Tie game!\n"); } return 0; } ``` 这个代码实现了一个简单的六子棋AI,它使用α-β剪枝来搜索最佳的下一步。其中,`alpha_beta_search`函数是核心部分,它使用了递归的方式来搜索所有可能的走法,并且使用α-β剪枝来尽量减少不必要的搜索。 在每次递归的时候,如果已经达到了最大深度或者游戏已经结束,就返回当前棋盘的评估分数。否则,就遍历所有可能的走法,并且递归搜索下一步的情况。如果当前是AI的回合,就选取评估分数最高的走法;否则,就选取评估分数最低的走法。 在搜索过程中,使用α-β剪枝来减少搜索次数。具体来说,维护两个变量alpha和beta,表示当前搜索路径上已知的最好结果的上限和下限。对于MAX节点,如果有一个走法的评估分数比alpha更高,那么就更新alpha;如果alpha已经大于等于beta,那么就可以停止搜索。对于MIN节点,如果有一个走法的评估分数比beta更低,那么就更新beta;如果beta已经小于等于alpha,那么就可以停止搜索。这样,就可以尽量减少搜索次数,提高AI的效率。 在主函数中,我们先让AI下一步,然后等待玩家输入下一步,直到游戏结束为止。每轮结束后,我们会打印出当前棋盘的状态,以及AI选择的走法。最后,我们根据黑白子的数量来判断胜负,并且打印出游戏结果。 总结一下,这个代码实现了一个简单的六子棋AI,并且使用α-β剪枝来提高效率。虽然这个AI还有很多不足之处,比如评估函数比较简单,只考虑了黑白子的数量,还有搜索深度也比较浅,只搜索了4层,但是它依然可以作为一个入门级别的AI程序来使用。

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