五子棋ai：极大极小搜索和α-β剪枝算法的思想和实现(qt和c++)（一）引言和界面设计

源代码

GitHub上：Github livingsu/Gobang-ai:极大极小搜索和α-β剪枝

引言

alphaGo击败围棋冠军李世石的新闻让我对棋类博弈产生了浓厚的兴趣，无奈本人不会围棋，但算是一个五子棋业余爱好者，于是乎希望通过实现一个五子棋ai来了解相关算法和知识。

五子棋在英文中又称Gobang，five-in-row，还有两个称呼：gomoku和renju（连珠）。我来简要介绍一下区别。由于五子棋已经被机器严格证明了是一种“不公平”的游戏，先手黑子是绝对占优的，并且先手有必胜的套路。由于先手必胜，必须对先手进行一定的规则限制，于是就出现了“禁手”一说，即某些位置（比如能形成双活3、活3冲4）黑子不能下，不然就算黑子输。在日本，五子棋的理论得到极大发展，有禁手规则的五子棋被称为“连珠”（renju），而一般无禁手规则的叫做gomoku。由于大部分普通人下五子棋只是图一个乐趣，并不需要深入研究其中的理论规则，所以反而是gomoku在学生之间非常流行（我高二时就经常和同学玩五子棋，了解了一些套路但不深入）。

我实现的五子棋ai是无禁手规则的（考虑到有禁手的太复杂。。），标准棋盘大小为1515，规则是黑子先下*，由于黑子占据优势，我一般是人执黑子，ai执白子。之前说过黑子绝对占优且有必胜套路，所以实现的无禁手规则的ai执后手时，如果人用必胜套路，ai肯定会输。但是我们业余玩家不用考虑这些，我的目的是想实现一个能打败大部分执先手普通人的ai。所以，如果你能战胜按照我的博客实现的ai，也不用太过惊讶。

实现的效果图如下所示。
双人(玩家)模式：

人机(ai)模式：

界面设计

qt的界面设计非常方便。widget类是开始的欢迎界面，有两个按钮来选择玩家模式或者ai模式。gameWidget类用来绘制棋盘、棋子、分数等，并需要对鼠标事件进行相应以便落子。由于我写的ai需要反复查看棋盘信息，所以我把棋盘放在了chessAi类里面作为public成员，gameWidget可以通过访问ai.chesses来访问棋子信息并进行绘制。

重要效果的实现：
1.在棋盘内时屏蔽鼠标光标，鼠标在某个可以落子的位置附近时，在那个位置上显示一个有颜色（哪一方）的小正方形表示光标，鼠标在某个不可以落子的位置附近时显示禁止光标。

gameWidget类中有成员：

    int cursorRow;//光标位置int cursorCol;

然后重写鼠标移动函数：

void gameWidget::mouseMoveEvent(QMouseEvent *event){if(event->x()>=5&&event->x()<=455&&event->y()>=5&&event->y()<=455){//5=20-15,455=20+14*30+15setCursor(Qt::BlankCursor);for(int i=0;i<15;++i)for(int j=0;j<15;++j){float x=event->x(),y=event->y();//判断鼠标落在哪一个点附近(正方形范围)if((x>=(chessboard[i][j].x()-15))&&(x<(chessboard[i][j].x()+15))&&(y>=(chessboard[i][j].y()-15))&&(y<(chessboard[i][j].y()+15))){cursorRow=j;cursorCol=i;if(ai.chesses[cursorRow][cursorCol]!=C_NONE)setCursor(Qt::ForbiddenCursor);//展示图标坐标QString str="坐标:";str+=QString::number(j);str+=",";str+=QString::number(i);if(turn==T_BLACK)ui->lb_black_position->setText(str);else ui->lb_white_position->setText(str);break;}}}else setCursor(Qt::ArrowCursor);update();
}

解释一下，棋盘左上点位置为(20,20)，棋盘每格长度为30。判断鼠标落在哪个位置附近用一个正方形区域（边长也为30）去判断。设置鼠标光标用setCursor()就可以了。

有一个问题要注意：监视鼠标移动函数是默认关闭的，要鼠标点击一下才开启，为了避免这个问题，只需要在gameWidget的构造函数中添加setMouseTracking(true)。

    setMouseTracking(true);//不用点击鼠标也一直追踪

2.由于玩家和ai都要下棋，模拟走一步棋可以用一个函数oneChessMove()来写：

void gameWidget::oneChessMove(int row, int col){if(turn==T_BLACK){turn=T_WHITE;ai.chesses[row][col]=C_BLACK;}else{turn=T_BLACK;ai.chesses[row][col]=C_WHITE;}gameResult result=ai.evaluate(ai.chesses).result;QMessageBox msg;msg.setIcon(QMessageBox::Critical);msg.setStandardButtons(QMessageBox::Yes);if(result!=R_DRAW){status=FINISH;if(result==R_BLACK){msg.setText("黑棋赢");score_black++;}else {msg.setText("白棋赢");score_write++;}msg.exec();ui->lcd_black->display(score_black);ui->lcd_write->display(score_write);}else if(isDeadGame()){status=FINISH;msg.setText("平局");msg.exec();}update();
}

3.玩家落子的位置获取：
重写鼠标释放函数：

void gameWidget::mouseReleaseEvent(QMouseEvent *event){if(mode==PLAYER){if(chessOneByPlayer()){if(status==FINISH)initializeGame();}}else{if(chessOneByPlayer()){if(status==UNDERWAY){chessOneByAi();if(status==FINISH)initializeGame();}else initializeGame();}}
}

其中chessOneByPlayer()用当前的cursorRow和cursorCol来走一步棋。

bool gameWidget::chessOneByPlayer(){if(ai.chesses[cursorRow][cursorCol]==C_NONE){oneChessMove(cursorRow,cursorCol);return true;}return false;
}

结束

简单实现了界面，但还没实现胜负判断和ai。我将胜负判断放到了ai的评估函数中实现。

下一篇：五子棋ai：极大极小搜索和α-β剪枝算法的思想和实现(qt和c++)（二）贪心算法和评估函数

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引言

界面设计

结束

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