五子棋AI的思路

隔了一年才把AI思路给写了。。。

需求分析与设计方案：http://www.cnblogs.com/songdechiu/p/4951634.html

如需整个工程，移步http://download.csdn.net/detail/sdzuiaidanpianji/9452789

如没有积分，可在百度网盘下载：

链接: https://pan.baidu.com/s/1UXzhEDWXfsb6EbFOzRVuqg 提取码: ezm6

注：全文，都默认以黑方为己方。

一、五子棋基本棋型

参考资料：http://game.onegreen.net/wzq/HTML/142336.html

最常见的基本棋型大体有以下几种：连五，活四，冲四，活三，眠三，活二，眠二。

①连五：顾名思义，五颗同色棋子连在一起，不需要多讲。
图2-1  

②活四：有两个连五点（即有两个点可以形成五），图中白点即为连五点。
稍微思考一下就能发现活四出现的时候，如果对方单纯过来防守的话，是已经无法阻止自己连五了。
图2-2  


③冲四：有一个连五点，如下面三图，均为冲四棋型。图中白点为连五点。
相对比活四来说，冲四的威胁性就小了很多，因为这个时候，对方只要跟着防守在那个唯一的连五点上，冲四就没法形成连五。
图2-3  图2-4  图2-5  


④活三：可以形成活四的三，如下图，代表两种最基本的活三棋型。图中白点为活四点。
活三棋型是我们进攻中最常见的一种，因为活三之后，如果对方不以理会，将可以下一手将活三变成活四，而我们知道活四是已经无法单纯防守住了。所以，当我们面对活三的时候，需要非常谨慎对待。在自己没有更好的进攻手段的情况下，需要对其进行防守，以防止其形成可怕的活四棋型。
图2-6  图2-7 

其中图2-7中间跳着一格的活三，也可以叫做跳活三。

⑤眠三：只能够形成冲四的三，如下各图，分别代表最基础的六种眠三形状。图中白点代表冲四点。眠三的棋型与活三的棋型相比，危险系数下降不少，因为眠三棋型即使不去防守，下一手它也只能形成冲四，而对于单纯的冲四棋型，我们知道，是可以防守住的。
图2-8  图2-9  图2-10 

2-11 图2-12 图2-13 

如上所示，眠三的形状是很丰富的。对于初学者，在下棋过程中，很容易忽略不常见的眠三形状，例如图2-13所示的眠三。

有新手学了活三眠三后，会提出疑问，说活三也可以形成冲四啊，那岂不是也可以叫眠三？
会提出这个问题，说明对眠三定义看得不够仔细：眠三的的定义是，只能够形成冲四的三。而活三可以形成眠三，但也能够形成活四。

此外，在五子棋中，活四棋型比冲四棋型具有更大的优势，所以，我们在既能够形成活四又能够形成冲四时，会选择形成活四。

温馨提示：学会判断一个三到底是活三还是眠三是非常重要的。所以，需要好好体会。
后边禁手判断的时候也会有所应用。 

⑥活二：能够形成活三的二，如下图，是三种基本的活二棋型。图中白点为活三点。
活二棋型看起来似乎很无害，因为他下一手棋才能形成活三，等形成活三，我们再防守也不迟。但其实活二棋型是非常重要的，尤其是在开局阶段，我们形成较多的活二棋型的话，当我们将活二变成活三时，才能够令自己的活三绵绵不绝微风里，让对手防不胜防。
图2-14  图2-15  图2-16 

⑦眠二：能够形成眠三的二。图中四个为最基本的眠二棋型，细心且喜欢思考的同学会根据眠三介绍中的图2-13找到与下列四个基本眠二棋型都不一样的眠二。图中白点为眠三点。
图2-17 图2-18  
图2-19  图2-20 

二、打分机制

1、打分思路

（1）先对整个棋盘形势进行打分，存在两个矩阵（二维数组）上

（2）一个为我方的形势分数，一个为敌方的形势分数

（3）找出我方形势分数的最大值mymaxscore及其对应的位置，找出敌方形势的最大值hismaxscore及其对应的位置

（4）判断是进攻还是防守：

如果mymaxscore>=hismaxscore，则进攻，下我方形势最大值mymaxscore对应的位置；如果有多个mymaxscore相等，则下这几个对应位置上hismaxscore最大的位置。

否则，防守，下敌方形势最大值hismaxscore对应的位置。如果有多个hismaxscore相等，则下这几个对应位置上mymaxscore最大的位置。

2、打分方法

（1）在棋盘空位置上预添加要判断放的棋子

（2）取出以空位置为中心的4个方向（上，下，左，右），每个方向以该位置为中心两边各取4个格子信息。如下所示：

注：中心位置都是预放置，当前判断的时候位置还是空的

（3）四个方向都判断其棋型，是否连五，活四，冲四，活三，眠三，活二，眠二等中的一种

（4）最后综合四个方向的棋型，对该位置进行打分。

3、打分规定

注：机器方即为本方，人方即为敌方

综合四个方向后：

判断是否能成5, 如果是机器方的话给予100000分，如果是人方的话给予100000 分；

判断是否能成活4或者是双死4或者是死4活3，如果是机器方的话给予10000分，如果是人方的话给予10000分；

判断是否已成双活3，如果是机器方的话给予5000分，如果是人方的话给予5000 分；

判断是否成死3活3（高级），如果是机器方的话给予1000分，如果是人方的话给予1000 分；

判断是否能成死4，如果是机器方的话给予500分，如果是人方的话给予500分；

判断是否能成低级死4，如果是机器方的话给予400分，如果是人方的话给予400分；

判断是否能成单活3，如果是机器方的话给予100分，如果是人方的话给予100分；

判断是否能成跳活3，如果是机器方的话给予90分，如果是人方的话给予90分；

判断是否能成双活2，如果是机器方的话给予50分，如果是人方的话给予50分；

判断是否能成活2，如果是机器方的话给予10分，如果是人方的话给予10分；

判断是否能成低级活2，如果是机器方的话给予9分，如果是人方的话给予9分；

判断是否能成死3，如果是机器方的话给予5分，如果是人方的话给予5分；

判断是否能成死2，如果是机器方的话给予2分，如果是人方的话给予2分。

判断是否其他情况（nothing），如果是机器方的话给予1分，如果是人方的话给予1分。

有棋子，则直接0分。

4、棋型判断方法

（1）在空位置上添加要判断色的棋子

（2）取出以空位置为中心的，要判断单个方向（上，下，左，右中的一种）上的，两边各4个位置信息，形成

（3）先找出与中心点相连而成的连续子有多少个

（4）再进行下一步判断

注：以下说明都以黑方为例子

•  中心点相连而成的连续子有5个：不管哪种情况，都可以直接判断为成5：

• 中心点相连而成的连续子有4个：

• • 两边均空，活4

• 1、2均非空，则nothing

• 1、2只有一个为空，则死4

• 中心点相连而成的连续子有3个：

 

• 2,3均空时：
  • 1,4均为白子，则为死3

• 1,4只要有一个空，则为活3

• 1,4只要有一个黑，则为死4 

 

以此类推，根据第一部分中的五子棋棋型去判断棋型类型。

具体可直接查看源码部分。

 单个方向的棋型判断：

if (count >= 5)//中心线5连
        return WIN5;//5连珠

    if (count == 4)//中心线4连
    {
        if (colorleft == NOTHINGFLAG && colorright == NOTHINGFLAG)//两边断开位置均空
            return ALIVE4;//活四
        else if (colorleft == hiscolor && colorright == hiscolor)//两边断开位置均非空
            return NOTHREAT;//没有威胁
        else if (colorleft == NOTHINGFLAG || colorright == NOTHINGFLAG)//两边断开位置只有一个空
            return DIE4;//死四
    }

    if (count == 3) {//中心线3连
        int colorleft1 = chess[left - 1];
        int colorright1 = chess[right + 1];

        if (colorleft == NOTHINGFLAG && colorright == NOTHINGFLAG)//两边断开位置均空
        {

            if (colorleft1 == hiscolor && colorright1 == hiscolor)//均为对手棋子
                return DIE3;
            else if (colorleft1 == mycolor || colorright1 == mycolor)//只要一个为自己的棋子
                return LOWDIE4;
            else if (colorleft1 == NOTHINGFLAG || colorright1 == NOTHINGFLAG)//只要有一个空
                return ALIVE3;

        }
        else if (colorleft == hiscolor && colorright == hiscolor)//两边断开位置均非空
        {
            return NOTHREAT;//没有威胁
        }
        else if (colorleft == NOTHINGFLAG || colorright == NOTHINGFLAG)//两边断开位置只有一个空
        {

            if (colorleft == hiscolor) {//左边被对方堵住
                if (colorright1 == hiscolor)//右边也被对方堵住
                    return NOTHREAT;
                if (colorright1 == NOTHINGFLAG)//右边均空
                    return DIE3;
                if (colorright1 == mycolor)
                    return LOWDIE4;

            }
            if (colorright == hiscolor) {//右边被对方堵住
                if (colorleft1 == hiscolor)//左边也被对方堵住
                    return NOTHREAT;
                if (colorleft1 == NOTHINGFLAG)//左边均空
                    return DIE3;
                if (colorleft1 == mycolor)//左边还有自己的棋子
                    return LOWDIE4;
            }
        }
    }

    if (count == 2) {//中心线2连
        int colorleft1 = chess[left - 1];
        int colorright1 = chess[right + 1];
        int colorleft2 = chess[left - 2];
        int colorright2 = chess[right + 2];

        if (colorleft == NOTHINGFLAG && colorright == NOTHINGFLAG)//两边断开位置均空
        {
            if ((colorright1 == NOTHINGFLAG && colorright2 == mycolor) ||
                (colorleft1 == NOTHINGFLAG && colorleft2 == mycolor))
                return DIE3;//死3
            else if (colorleft1 == NOTHINGFLAG && colorright1 == NOTHINGFLAG)
                return ALIVE2;//活2

            if ((colorright1 == mycolor && colorright2 == hiscolor) ||
                (colorleft1 == mycolor && colorleft2 == hiscolor))
                return DIE3;//死3
             
            if ((colorright1 == mycolor && colorright2 == mycolor) ||
                (colorleft1 == mycolor && colorleft2 == mycolor))
                return LOWDIE4;//死4

            if ((colorright1 == mycolor && colorright2 == NOTHINGFLAG) ||
                (colorleft1 == mycolor && colorleft2 == NOTHINGFLAG))
                return TIAO3;//跳活3
            //其他情况在下边返回NOTHREAT
        }
        else if (colorleft == hiscolor && colorright == hiscolor)//两边断开位置均非空
        {
            return NOTHREAT;
        }
        else if (colorleft == NOTHINGFLAG || colorright == NOTHINGFLAG)//两边断开位置只有一个空
        {
            if (colorleft == hiscolor) {//左边被对方堵住
                if (colorright1 == hiscolor || colorright2 == hiscolor) {//只要有对方的一个棋子
                    return NOTHREAT;//没有威胁
                }
                else if (colorright1 == NOTHINGFLAG && colorright2 == NOTHINGFLAG) {//均空
                    return DIE2;//死2
                }
                else if (colorright1 == mycolor && colorright2 == mycolor) {//均为自己的棋子
                    return LOWDIE4;//死4
                }
                else if (colorright1 == mycolor || colorright2 == mycolor) {//只有一个自己的棋子
                    return DIE3;//死3
                }
            }
            if (colorright == hiscolor) {//右边被对方堵住
                if (colorleft1 == hiscolor || colorleft2 == hiscolor) {//只要有对方的一个棋子
                    return NOTHREAT;//没有威胁
                }
                else if (colorleft1 == NOTHINGFLAG && colorleft2 == NOTHINGFLAG) {//均空
                    return DIE2;//死2
                }
                else if (colorleft1 == mycolor && colorleft2 == mycolor) {//均为自己的棋子
                    return LOWDIE4;//死4
                }
                else if (colorleft1 == mycolor || colorleft2 == mycolor) {//只有一个自己的棋子
                    return DIE3;//死3
                }
            }
        }
    }
        
    if (count == 1) {//中心线1连
        int colorleft1 = chess[left - 1];
        int colorright1 = chess[right + 1];
        int colorleft2 = chess[left - 2];
        int colorright2 = chess[right + 2];
        int colorleft3 = chess[left - 3];
        int colorright3 = chess[right + 3];

        if (colorleft == NOTHINGFLAG && colorleft1 == mycolor && 
            colorleft2 == mycolor && colorleft3 == mycolor)
            return LOWDIE4;
        if (colorright == NOTHINGFLAG && colorright1 == mycolor && 
            colorright2 == mycolor && colorright3 == mycolor)
            return LOWDIE4;

        if (colorleft == NOTHINGFLAG && colorleft1 == mycolor && 
            colorleft2 == mycolor && colorleft3 == NOTHINGFLAG && colorright == NOTHINGFLAG)
            return TIAO3;
        if (colorright == NOTHINGFLAG && colorright1 == mycolor &&
            colorright2 == mycolor && colorright3 == NOTHINGFLAG && colorleft == NOTHINGFLAG)
            return TIAO3;

        if (colorleft == NOTHINGFLAG && colorleft1 == mycolor &&
            colorleft2 == mycolor && colorleft3 == hiscolor && colorright == NOTHINGFLAG)
            return DIE3;
        if (colorright == NOTHINGFLAG && colorright1 == mycolor &&
            colorright2 == mycolor && colorright3 == hiscolor && colorleft == NOTHINGFLAG)
            return DIE3;

        if (colorleft == NOTHINGFLAG && colorleft1 == NOTHINGFLAG &&
            colorleft2 == mycolor && colorleft3 == mycolor)
            return DIE3;
        if (colorright == NOTHINGFLAG && colorright1 == NOTHINGFLAG &&
            colorright2 == mycolor && colorright3 == mycolor)
            return DIE3;

        if (colorleft == NOTHINGFLAG && colorleft1 == mycolor &&
            colorleft2 == NOTHINGFLAG && colorleft3 == mycolor)
            return DIE3;
        if (colorright == NOTHINGFLAG && colorright1 == mycolor &&
            colorright2 == NOTHINGFLAG && colorright3 == mycolor)
            return DIE3;

        if (colorleft == NOTHINGFLAG && colorleft1 == mycolor &&
            colorleft2 == NOTHINGFLAG && colorleft3 == NOTHINGFLAG && colorright == NOTHINGFLAG)
            return LOWALIVE2;
        if (colorright == NOTHINGFLAG && colorright1 == mycolor &&
            colorright2 == NOTHINGFLAG && colorright3 == NOTHINGFLAG && colorleft == NOTHINGFLAG)
            return LOWALIVE2;

        if (colorleft == NOTHINGFLAG && colorleft1 == NOTHINGFLAG &&
            colorleft2 == mycolor && colorleft3 == NOTHINGFLAG && colorright == NOTHINGFLAG)
            return LOWALIVE2;
        if (colorright == NOTHINGFLAG && colorright1 == NOTHINGFLAG &&
            colorright2 == mycolor && colorright3 == NOTHINGFLAG && colorleft == NOTHINGFLAG)
            return LOWALIVE2;

        //其余在下边返回没有威胁

    }
    return NOTHREAT;//返回没有威胁

 

综合四个方向评分：

if (situation.win5 >= 1)
        return LevelOne;//赢5

    if (situation.alive4 >= 1 || die4 >= 2 || (die4 >= 1 && alive3 >= 1))
        return Leveltwo;//活4 双死4 死4活3

    if (alive3 >= 2)
        return Levelthree;//双活3

    if (situation.die3 >= 1 && situation.alive3 >= 1)
        return Levelfour;//死3高级活3

    if (situation.die4 >= 1)
        return Levelfive;//高级死4

    if (situation.lowdie4 >= 1)
        return Levelsix;//低级死4

    if (situation.alive3 >= 1)
        return Levelseven;//单活3

    if (situation.tiao3 >= 1)
        return LevelEight;//跳活3

    if (alive2 >= 2)
        return LevelNight;//双活2

    if (situation.alive2 >= 1)
        return LevelTen;//活2

    if (situation.lowalive2 >= 1)
        return LevelEleven;//低级活2

    if (situation.die3 >= 1)
        return LevelTwelve;//死3

    if (situation.die2 >= 1)
        return LevelThirteen;//死2

    return LevelFourteen;//没有威胁