人工智能博弈树算法做的井字棋游戏

  1 //#pragma comment(linker, "/STACK:102400000,102400000")
  2 #include<cstdio>
  3 #include<cmath>
  4 #include<iostream>
  5 #include<cstring>
  6 #include<algorithm>
  7 #include<cmath>
  8 #include<map>
  9 #include<set>
 10 #include<stack>
 11 #include<queue>
 12 #include<conio.h>
 13 #include<time.h>
 14 using namespace std;
 15 #define mz(array) memset(array, 0, sizeof(array))
 16 #define mf1(array) memset(array, -1, sizeof(array))
 17 #define minf(array) memset(array, 0x3f, sizeof(array))
 18 #define REP(i,n) for(i=0;i<(n);i++)
 19 #define FOR(i,x,n) for(i=(x);i<=(n);i++)
 20 #define FORD(i,x,y) for(i=(x);i>=(y);i--)
 21 #define RD(x) scanf("%d",&x)
 22 #define RD2(x,y) scanf("%d%d",&x,&y)
 23 #define RD3(x,y,z) scanf("%d%d%d",&x,&y,&z)
 24 #define WN(x) printf("%d\n",x);
 25 #define RE  freopen("D.in","r",stdin)
 26 #define WE  freopen("huzhi.txt","w",stdout)
 27 #define mp make_pair
 28 #define pb push_back
 29 #define pf push_front
 30 #define ppf pop_front
 31 #define ppb pop_back
 32 typedef long long ll;
 33 typedef unsigned long long ull;
 34 
 35 const char CHESS[3]= {‘-‘, ‘@‘, ‘#‘};
 36 
 37 struct Board {
 38     int a[3][3];
 39     inline void Init() {
 40         memset(a,0,sizeof(a));
 41     }
 42     inline void operator =(Board b) {
 43         int i,j;
 44         REP(i,3)REP(j,3)a[i][j]=b.a[i][j];
 45     }
 46 };
 47 
 48 int GetInput(string s, int maxNum) {
 49     int t;
 50     char c;
 51     while(1) {
 52         cout<<s;
 53         c=getch();
 54         t=c-‘0‘;
 55         if(t>=0 && t<maxNum)break;
 56         else {
 57             puts("输入错误，请重新输入！");
 58         }
 59     }
 60     puts("");
 61     return t;
 62 }
 63 
 64 void OutBoard(Board bod) {
 65     int i,j;
 66     printf("   ");
 67     REP(i,3)printf("%2d",i);
 68     puts("\n   ======");
 69     REP(i,3) {
 70         printf("%2d|",i);
 71         REP(j,3) {
 72             printf("%2c",CHESS[bod.a[i][j]]);
 73         }
 74         puts("");
 75     }
 76 }
 77 
 78 void PlayerMove(Board &bod) {
 79     int x,y;
 80     OutBoard(bod);
 81     while(true) {
 82         printf("该你了，请输入你要下%c的横纵坐标（用空格隔开的两个数）：",CHESS[1]);
 83         scanf("%d%d",&x,&y);
 84         if(!(x>=0 && x<=2 && y>=0 && y<=2)) {
 85             puts("输入错误！请重新输入！横纵坐标都要是0或者1或者2。");
 86             continue;
 87         }
 88         if(bod.a[x][y]!=0) {
 89             puts("下错了，这个位置有棋！请选择其他位置。");
 90             continue;
 91         }
 92         break;
 93     }
 94     bod.a[x][y]=1;
 95     //OutBoard(bod);
 96     printf("你下到了(%d,%d)位置。\n",x,y);
 97     puts("");
 98 //    puts("(按回车键继续)");
 99 //    getch();
100 //    system("cls");
101 }
102 
103 inline int Evaluate(const Board &bod) {
104     int i,j;
105     int cnt[3];
106     int re=0;
107     REP(i,3) {
108         mz(cnt);
109         REP(j,3)cnt[bod.a[i][j]]++;
110         if(cnt[1]==3)return 1000;
111         if(cnt[2]==3)return -1000;
112         if(cnt[1]==2&&cnt[0]==1)re+=50;
113         else if(cnt[1]==1 && cnt[0]==2)re+=10;
114         if(cnt[2]==2&&cnt[0]==1)re-=50;
115         else if(cnt[2]==1 && cnt[0]==2)re-=10;
116         mz(cnt);
117         REP(j,3)cnt[bod.a[j][i]]++;
118         if(cnt[1]==3)return 1000;
119         if(cnt[2]==3)return -1000;
120         if(cnt[1]==2&&cnt[0]==1)re+=50;
121         else if(cnt[1]==1 && cnt[0]==2)re+=10;
122         if(cnt[2]==2&&cnt[0]==1)re-=50;
123         else if(cnt[2]==1 && cnt[0]==2)re-=10;
124     }
125     mz(cnt);
126     REP(i,3) {
127         cnt[bod.a[i][i]]++;
128     }
129     if(cnt[1]==3)return 1000;
130     if(cnt[2]==3)return -1000;
131     if(cnt[1]==2&&cnt[0]==1)re+=50;
132     else if(cnt[1]==1 && cnt[0]==2)re+=10;
133     if(cnt[2]==2&&cnt[0]==1)re-=50;
134     else if(cnt[2]==1 && cnt[0]==2)re-=10;
135     mz(cnt);
136     REP(i,3) {
137         cnt[bod.a[i][2-i]]++;
138     }
139     if(cnt[1]==3)return 1000;
140     if(cnt[2]==3)return -1000;
141     if(cnt[1]==2&&cnt[0]==1)re+=50;
142     else if(cnt[1]==1 && cnt[0]==2)re+=10;
143     if(cnt[2]==2&&cnt[0]==1)re-=50;
144     else if(cnt[2]==1 && cnt[0]==2)re-=10;
145     return re;
146 }
147 
148 Board boa;
149 
150 inline int dfs(const int &depth, const int &nowWho) {
151     int i,j,t,ma=-100000,mi=100000,ok=0;
152     int eva = Evaluate(boa);
153     if(depth==0 || (eva>=1000)|| (eva<=-1000)) {
154         return eva;
155     }
156 
157     REP(i,3) {
158         REP(j,3) {
159             if(boa.a[i][j]!=0)continue;
160             ok=1;
161             boa.a[i][j]=nowWho+1;
162             t=dfs(depth-1 , nowWho^1);
163             boa.a[i][j]=0;
164             ma=max(t,ma);
165             mi=min(t,mi);
166         }
167     }
168     if(!ok)return eva;
169     if(nowWho==0)return ma;
170     if(nowWho==1)return mi;
171 }
172 
173 void ComputerMove(Board &bod) {
174     int x,y,i,j;
175     boa=bod;
176     puts("电脑：“该我啦！看我思考一下...”");
177     vector<pair<int , pair<int,int> > > v;
178     v.clear();
179     REP(i,3)REP(j,3) {
180         if(boa.a[i][j]!=0)continue;
181         boa.a[i][j]=2;
182         v.pb(mp(dfs(9,0),mp(i,j)));
183         boa.a[i][j]=0;
184     }
185     sort(v.begin(),v.end());
186 //    REP(i,v.size()) {
187 //        printf("(%d,%d) %d\n",v[i].second.first, v[i].second.second, v[i].first);
188 //    }
189     j=1;
190     if(v.size()>1)while(v[j].first ==v[0].first)j++;
191     if(j>1)printf("电脑：“想完啦！我有%d种不同的效果差不多的棋可以走，看我随便走一个！”\n",j);
192     else printf("电脑：“想完啦！看我要走出这步惊天之棋了！”\n");
193     if(v.size()>j && v[j].first==1000)puts("电脑：“要是我走除此之外的棋我就输了，我已经看出来了。”");
194     if(v[0].first==-1000)puts("电脑：“现在，高下立判，你输定了！”");
195     j=rand()%j;
196     x=v[j].second.first;
197     y=v[j].second.second;
198     bod.a[x][y]=2;
199     //OutBoard(bod);
200     printf("电脑：“经过我的精确思考，我下到了(%d,%d)位置。”\n",x,y);
201     puts("");
202 }
203 
204 int WhoWin(Board bod) {
205     int i,j,k=0;
206     int t = Evaluate(bod);
207     if(t==1000)return 1;
208     if(t==-1000)return 2;
209     REP(i,3)REP(j,3)if(bod.a[i][j]!=0)k++;
210     if(k==9)return 3;
211     return 0;
212 }
213 
214 void Game() {
215     int playerFirst, nowMove, whoWin, continueGame=1;
216     Board now;
217     int t;
218     int step;
219     srand(time(NULL));
220     while(continueGame) {
221         system("cls");
222         puts("欢迎来到 【带鱼人工智能博弈树井字棋游戏】！");
223         playerFirst = GetInput("请选择玩家先后手（0先手，1后手）：",2);
224         if(playerFirst==0){
225             puts("电脑：“就算你选先手，我也不会输，不信走着瞧！”");
226         }else puts("电脑：“居然敢选后手，要是你稍有不慎，就输定了！”");
227         now.Init();
228         printf("（棋盘说明：%c是空位，%c是你的棋子，%c是电脑的棋子，上面是横坐标，左边是纵坐标）\n\n",CHESS[0],CHESS[1],CHESS[2]);
229         nowMove=playerFirst;
230         whoWin=0;
231         step=0;
232         while(!whoWin) {
233             printf("【第%d手】\n",++step);
234             if(nowMove==0) {
235                 PlayerMove(now);
236             } else {
237                 ComputerMove(now);
238             }
239             whoWin=WhoWin(now);
240             if(whoWin!=0) {
241                 OutBoard(now);
242                 if(whoWin==1) {
243                     printf("电脑：“哇，你居然赢了，真是不敢相信！我输了！”\n");
244                 }
245                 if(whoWin==2) {
246                     printf("电脑：“蛤铪哈！我赢了，你太弱啦！”\n");
247                 }
248                 if(whoWin==3) {
249                     printf("电脑：“平局！你还是有点实力，但是我是绝对不会输的！”\n");
250                 }
251             }
252             nowMove^=1;
253         }
254         continueGame=GetInput("是否继续游戏？（0结束游戏，1重新开始）：",2);
255     }
256 }
257 
258 int main() {
259     Game();
260     return 0;
261 }