min_max算法和alpha-beta剪枝 python实现

根据bilibili上一个up主的视频写的代码
以此文记录备忘

先定义Node类,用于构造需要剪枝的二叉树

class Node:""":param value 该节点的值,默认为0:param is_max 该节点是否在Max层child 是该节点的子节点,是一个Node类的数组"""def __init__(self, value=0, is_max=True):self.value = valueself.is_max = is_maxself.child = Nonedef setChildWithValue(self, childs):temp = []is_Max = not self.is_maxfor c in childs:temp.append(Node(value=c, is_max=is_Max))self.child = tempdef setChildWithNode(self, childs):if None is self.child:self.child = childsreturnfor c in childs:self.child.append(c)

定义一个初始函数用于构造待剪枝的树(也就是把up主的那张图复现出来),可以换几组数据多试试,如果有问题请告知(最好带上数据),毕竟是个人的练习:

def init():node1 = Node(is_max=False)node1.setChildWithValue([60, 63])node2 = Node(is_max=False)node2.setChildWithValue([15, 58])node3 = Node(is_max=True)node3.setChildWithNode([node1, node2])node1 = Node(is_max=False)node1.setChildWithValue([81, 74])node2 = Node(is_max=False)node2.setChildWithValue([88, 15, 27])node4 = Node(is_max=True)node4.setChildWithNode([node1, node2])node5 = Node(is_max=False)node5.setChildWithNode([node3, node4])node1 = Node(is_max=False)node1.setChildWithValue([20, 92])node2 = Node(is_max=False)node2.setChildWithValue([9, 62])node3 = Node(is_max=True)node3.setChildWithNode([node1, node2])node1 = Node(is_max=False)node1.setChildWithValue([82, 92])node2 = Node(is_max=False)node2.setChildWithValue([54, 17])node4 = Node(is_max=True)node4.setChildWithNode([node1, node2])node6 = Node(is_max=False)node6.setChildWithNode([node3, node4])head = Node(is_max=True)head.setChildWithNode([node5, node6])return head

Minmax :

def mini_max(node):if node.child is None:return node.valueif not node.is_max:best_value = float('inf')for c in node.child:best_value = min(best_value, mini_max(c))else:best_value = -float('inf')for c in node.child:best_value = max(best_value, mini_max(c))return best_value

Minmax的简化版本negativeMax:

def negative_max(node):if node.child is None:return -node.valuebest_value = -float('inf')for c in node.child:best_value = -max(best_value, negative_max(c))return best_value

α−β\alpha-\betaα−β剪枝

def alpha_beta(node, alpha, beta):# alpha表示己方,要提高到最大利益,beta表示敌方,要降到最小利益# alpha大于beta的时候就可以开始剪枝了,因为己方收益已经可以保证大于敌方收益了# min层修改beta(最小化敌方收益),max层修改alpha(最大化己方收益)if node.child is None:return node.valueif not node.is_max:# 该层为min层,要最小化敌方收益,所以best_value取越小越好(初始一个无穷大)best_value = float('inf')for c in node.child:value = alpha_beta(c, alpha, beta)best_value = min(best_value, value)beta = min(beta, best_value)if alpha >= beta:breakelse:# 该层为max层,要最大化己方收益,所以best_value取越大越好(初始一个无穷小)best_value = -float('inf')for c in node.child:value = alpha_beta(c, alpha, beta)best_value = max(best_value, value)alpha = max(alpha, best_value)if alpha >= beta:breakreturn best_value

测试:

if __name__ == '__main__':head = init()# print(mini_max(head))# print(-negative_max(head))print(alpha_beta(head, -float('inf'), float('inf')))

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