基于C++实现五子棋AI算法思想

今天我想要分享一下我做五子棋AI的思路。因为在做这个之前，我没有接触过任何像这种类似的东西。通过这一次，我也算是有所了解，我的思路也是来自很多网络上的博客，看了很多，最终总结出了自己的这样一个。

那我的五子棋是15*15的大小（一般也就是这样的一个大小）。我的AI算法要求每一次落子之后都要去计算每一个空暇的位置的“分值”，简单的说，我们需要一个存放棋子的数组，表示是否存放了棋子，还要一个计算每一个空格的数组来记录“分数”，这个分数是后期AI用来运算的基础，也是你AI难度控制的点。

我现有的思路就是分两部分。首先是如果是玩家先落子，那么要求电脑AI随即在你落子的地方的任意一个方向，随机落子，这是第一步。接下来以后就正式进入到算法中去。

首先初始化你的分数数组，让他们全部为零。然后在每一次落子之后进行全盘的遍历，如果发现该处为空白，于是检查其四周八个方向（当然如果是边缘位置就相对修改，判断是否出了边界）。若在空白处，且发现在某一对角线方向发现有一个其他颜色的棋子，那么相对的给这个空白区域的分数数组加上一定的分值，然后继续往这个方向检测是否还有连续的同一颜色的棋子，若没有则检查其他方向或者检测下一个空白位置。若是还在同一方向上面找到了相同颜色的棋子，那么第二个棋子的出现，你可以给改空白处加上双倍的分值，表明这个空白位置更加重要。一次类推，继续检测。（PS：因为最终AI棋子落在什么地方，依靠的是最后遍历整个分数数组，然后根据分数的高低来进行判断落子落在哪里的，在下面讲）。

经过上一遍的遍历，每一次落子都会使得分数数组得到一些变化，每一次都会导致AI判断的变化。在这个基础上，每一次落子还要进行一次对自己本身棋子颜色的一个遍历，判断自己的情况，同时加分加在分数数组之中，这样一来，电脑就会根据自己的棋子的情况以及玩家的落子情况进行判断，哪一个地方更加适合落子。

因为我是第一次做AI，网络上搜到的一些思想一般也是这种类似的遍历思想。理解了以后写代码就比较方便。最后可能会有一些点的分数是相同的，所以还有设置一下随机落子。把分数相同的地点随机落子。

个人感觉AI的强弱是根据你每一次给他增加分数的多少来确定的。这个我的AI有时候也会抽风，不过一般情况比较正常，可能运气也占了一部分，当初设计加分的时候其实没想那么多，现在却发现好像还不错。

大家要多去实践练习，多改改分数可能就会出来不错的AI了，o(^▽^)o。

下面贴上我的代码！

void GameScene::Robot(int *x, int *y, int *Sum)
{
  ExWhile1 = true;
  if (*Sum == 1)
  {
    while (ExWhile1)
    {
      ChessOne(*x, *y);
      if (ch[*x][*y] == 2){ ExWhile1 = false; }
    }
    ch[*x][*y] = tp;   //记录这个点
    printpart(*x, *y, tp);     //打印出电脑AI第一次落子
    isTouch = true;
    tp++;
    tp = tp % 2;
  }
  else      //从第2步开始，使用评分系统
  {
    Findscore(*x, *y);
  }
} 

void GameScene::Findscore(int &x, int &y)   //查找评分最高的坐标
{
  srand((unsigned)time(NULL));
  int i, j, x1, x2, y1, y2, lx;
  int Max = 0;
  ChessScore();      //调用评分函数
  for (i = 0; i<15; i++)
  {
    for (j = 0; j<15; j++)
    {
      if (Score[i][j]>Max)
      {
        Max = Score[i][j];  //获取所有点中，评分最高的
        x1 = i;
        y1 = j;
      }
    }
  }
  x2 = x1; y2 = y1;
  for (i = 0; i<15; i++)    //可能的话，有评分相同的多个点
  {
    for (j = 0; j<15; j++)
    {
      if (Score[i][j] == Max&&i != x2&&j != y2)   //在这么多个相同分数的点中，随机找一个
      {
        lx = rand() % 10;
        if (lx<5)
        {
          x2 = i, y2 = j;
          break;
        }
      }
    }
  }
  if (x2 != x1 || y2 != y1)   //棋盘上有2个最高分
  {
    lx = rand() % 10;    //随机一个
    if (lx>6)
    {
      x = x1, y = y1;
    }
    else
    {
      x = x2, y = y2;
    }
  }
  else    //棋盘上只有一个最高分
  {
    x = x1, y = y1;
  }
  Max = 0;    //清空最大值
  ch[x][y] = tp;       //记录这个点
  printpart(x, y, tp);    //打印出电脑AI落子
  if (winerValue==2)
  {
    isTouch = true;
  } 

  tp++;
  tp = tp % 2;
} 

inline void GameScene::ChessOne(int &x, int &y)   //玩家走第1步时的落子
{
  int i, j;
  srand((unsigned)time(NULL));    //随机数随着时间的改变而改变
  for (i = 0; i<15; i++)
  {
    for (j = 0; j<15; j++)
    {
      if (ch[i][j] == 0)  //如果找到了玩家的棋子，在它的8个方的任意一点落子
      {
        int lx = rand() % 7;
        if (lx == 0)
        {
          x = i + 1; y = j + 1;
          if (ch[x][y] == 2){ break; }
        }
        else if (lx == 1)
        {
          x = i + 1; y = j - 1;
          if (ch[x][y] == 2){ break; }
        }
        else if (lx == 2)
        {
          x = i - 1; y = j - 1;
          if (ch[x][y] == 2){ break; }
        }
        else if (lx == 3)
        {
          x = i - 1; y = j + 1;
          if (ch[x][y] == 2){ break; }
        }
        else if (lx == 4)
        {
          x = i - 1; y = j;    //上
          if (ch[x][y] == 2){ break; }
        }
        else if (lx == 5)
        {
          x = i; y = j - 1;   //左
          if (ch[x][y] == 2){ break; }
        }
        else if (lx == 6)
        {
          x = i; y = j + 1;   //右
          if (ch[x][y] == 2){ break; }
        }
        else
        {
          x = i + 1; y = j;    //下
          if (ch[x][y] == 2){ break; }
        }
      }
    }
  }
} 

void GameScene::ChessScore()
{
  int x, y, i, j, k;      //循环变量
  int number1 = 0, number2 = 0;   //number用来统计玩家或电脑棋子连成个数
  int empty = 0;    //empty用来统计空点个数
  memset(Score, 0, sizeof(Score));                    //把评分数组先清零
  for (x = 0; x<15; x++)
  {
    for (y = 0; y<15; y++)
    {
      if (ch[x][y] == 2)    //如果这个点为空
      {
        for (i = -1; i <= 1; i++)
        {
          for (j = -1; j <= 1; j++)   //判断8个方向
          {
            if (i != 0 || j != 0)   //若是都为0的话，那不就是原坐标嘛
            {
              //对玩家落点评分
              for (k = 1; i <= 4; k++)   //循环4次
              {                        //这点没越界  且这点存在黑子（玩家）
                if (x + k*i >= 0 && x + k*i <= 14 &&
                  y + k*j >= 0 && y + k*j <= 14 &&
                  ch[x + k*i][y + k*j] == 0)
                {
                  number1++;
                }
                else if (ch[x + k*i][y + k*j] == 2)     //这点是个空点，+1后退出
                {
                  empty++;
                  break;
                }
                else                    //否则是墙或者对方的棋子了
                {
                  break;
                }
              }
              for (k = -1; k >= -4; k--)            //向它的相反方向判断
              {                        //这点没越界  且这点存在黑子（玩家）
                if (x + k*i >= 0 && x + k*i <= 14 &&
                  y + k*j >= 0 && y + k*j <= 14 &&
                  ch[x + k*i][y + k*j] == 0)
                {
                  number1++;
                }
                else if (ch[x + k*i][y + k*j] == 2)     //这点是个空点，+1后退出
                {
                  empty++;
                  break;
                }
                else
                {
                  break;
                }
              }
              if (number2 == 1)   //2个棋子
              {
                Score[x][y] += 1;
              }
              else if (number1 == 2)   //3个棋子
              {
                if (empty == 1)
                {
                  Score[x][y] += 5;   //有一个空点+5分 死3
                }
                else if (empty == 2)
                {
                  Score[x][y] += 10;  //有两个空点+10分 活3
                }
              }
              else if (number1 == 3)   //4个棋子
              {
                if (empty == 1)
                {
                  Score[x][y] += 20;  //有一个空点+20分 死4
                }
                else if (empty == 2)
                {
                  Score[x][y] += 100;  //有2个空点+100分 活4
                }
              }
              else if (number1 >= 4)
              {
                Score[x][y] += 1000;  //对方有5个棋子，分数要高点，先堵
              }   

              empty = 0;   //统计空点个数的变量清零  

              //对电脑落点评分
              for (k = 1; i <= 4; k++)   //循环4次
              {       //这点没越界  且这点存在白子（电脑）
                if (x + k*i >= 0 && x + k*i <= 14 &&
                  y + k*j >= 0 && y + k*j <= 14 &&
                  ch[x + k*i][y + k*j] == 1)
                {
                  number2++;
                }
                else if (ch[x + k*i][y + k*j] == 2)
                {
                  empty++; break;   //空点
                }
                else
                {
                  break;
                }
              }
              for (k = -1; k >= -4; k--)   //向它的相反方向判断
              {
                if (x + k*i >= 0 && x + k*i <= 14 &&
                  y + k*j >= 0 && y + k*j <= 14 &&
                  ch[x + k*i][y + k*j] == 1)
                {
                  number2++;
                }
                else if (ch[x + k*i][y + k*j] == 2)
                {
                  empty++; break;
                }
                else
                {
                  break;   //注释与上面玩家版相同
                }
              }
              if (number2 == 0)
              {
                Score[x][y] += 1;    //1个棋子
              }
              else if (number2 == 1)
              {
                Score[x][y] += 2;    //2个棋子
              }
              else if (number2 == 2)   //3个棋子
              {
                if (empty == 1)
                {
                  Score[x][y] += 8;  //死3
                }
                else if (empty == 2)
                {
                  Score[x][y] += 30;  //活3
                }
              }
              else if (number2 == 3)   //4个棋子
              {
                if (empty == 1)
                {
                  Score[x][y] += 50;   //死4
                }
                else if (empty == 2)
                {
                  Score[x][y] += 200;   //活4
                }
              }
              else if (number2 >= 4)
              {
                Score[x][y] += 10000;   //自己落在这点能形成5个，也就能胜利了，分数最高
              }  

              number1 = 0;     //清零，以便下次重新统计
              number2 = 0;
              empty = 0;
            }
          }
        }
      }
    }
  }
}

以上就是本文的全部内容，希望对大家的学习有所帮助，也希望大家多多支持我们。