MATLAB 人机对弈黑白棋
2024-06-08 22:31:24
目录
- 界面展示
- 人机实现思路
- 完整代码
- 代码使用方式
界面展示
人机实现思路
这个机器输出接口只有短短的80行，并没有用人工智能的库，而只是给予其简单的规则，令其取满足规则的最好的点罢了。两条规则如下：
- 优先占取四角，并且有多个可占角时，选择占领后使棋盘上白子最多的一个角。
- 假设黑子在接下来一步会做出局部最好的选择（最贪婪的选择），尽量使棋盘上仍能保留尽可能多的白子。
完整代码
主体部分（运行时要运行这个函数）
function reversi_Man_Machine
%图形界面初始化：axis equalaxis([-0.2 9.2,-0.2 9.2])set(gca,'xtick',[],'ytick',[],'xcolor','w','ycolor','w')set(gca,'color',[0.6353 0.5451 0.3333])hold on[0.2235 0.4902 0.26670.3843 0.1569 0.00780.7882 0.7647 0.41960.6353 0.5451 0.33330.1373 0.2902 0.1686];
%按键函数初始化设置：set(gcf,'KeyPressFcn',@key,'tag','keyset')set(gcf,'WindowButtonDownFcn',@buttondown)
%全局变量：
global winner;
global turn;
global checher_board
global black;
global white;global plotblack;
global plotwhite;global postion;
global arrivable;
global plotpostion;
global plotarrivable;
init()function init()%初始化前清除原有图像：delete(findobj('tag','piece'));delete(findobj('tag','gc'));delete(findobj('tag','rx'));delete(findobj('type','line'));delete(findobj('type','patch'));%棋盘绘制：fill([-0.1;9.1;9.1;-0.1;-0.1],[-0.1;-0.1;9.1;9.1;-0.1],[0.3843 0.1569 0.0078])fill([0.5;8.5;8.5;0.5;0.5],[0.5;0.5;8.5;8.5;0.5],[0.2235 0.4902 0.2667])plot([1.5:1:7.5;1.5:1:7.5],[ones(1,7).*0.5;ones(1,7).*8.5],'color',[0.1373 0.2902 0.1686],'linewidth',0.75)plot([ones(1,7).*0.5;ones(1,7).*8.5],[1.5:1:7.5;1.5:1:7.5],'color',[0.1373 0.2902 0.1686],'linewidth',0.75)scatter([2.5,6.5,2.5,6.5],[2.5,2.5,6.5,6.5],30,'filled','CData',[0.1373 0.2902 0.1686]);numberset={'A','B','C','D','E','F','G','H'};for i=1:8text(0.2,9-i,num2str(i),...'HorizontalAlignment','center',...'color',[0.6353 0.5451 0.3333],...'FontWeight','bold',...'FontSize',12)text(i,8.83,numberset{i},...'HorizontalAlignment','center',...'color',[0.6353 0.5451 0.3333],...'FontWeight','bold',...'FontSize',12)end%棋子棋盘数值初始化：winner=0;turn=1;black=[4 4;5 5];white=[4 5;5 4];checher_board=zeros(8,8);checher_board(black(:,1)+(black(:,2)-1).*8)=1;checher_board(white(:,1)+(white(:,2)-1).*8)=-1;postion=[0 0];postion(1,:)=[];arrivable=[5 3;6 4;3 5;4 6];%绘制函数初始化：plotblack=scatter(gca,black(:,1),black(:,2),450,'o','filled','CData',[0.1 0.1 0.1],'tag','piece');plotwhite=scatter(gca,white(:,1),white(:,2),450,'o','filled','CData',[0.9 0.9 0.9],'tag','piece');plotpostion=scatter(gca,postion(:,1),postion(:,2),50,'o','CData',[0.5059 0.6078 0.3529],'LineWidth',1.5,'tag','gc'); plotarrivable=scatter(gca,arrivable(:,1),arrivable(:,2),150,'x',...'CData',[0.7843 0.3412 0.3098].*0.9,'LineWidth',1.5,'tag','rx'); endfunction buttondown(~,~)xy=get(gca,'CurrentPoint');xp=xy(1,2);yp=xy(1,1);pos=[yp,xp];pos=round(pos);if all(abs(pos)<=9)postion=round(pos);if strcmp(get(gcf,'SelectionType'),'normal'),set_piece();endif strcmp(get(gcf,'SelectionType'),'extend'),init();endredraw()endendfunction set_piece(~,~)if ~isempty(intersect(postion,arrivable,'rows'))&&turn==1black=[black;postion];checher_board(postion(1),postion(2))=1;change_color()turn=mod(turn+1,2);if ~isempty(get_arrivable(checher_board,turn))arrivable=get_arrivable(checher_board,turn);redraw()pause(1)postion=Machine_output(checher_board);white=[white;postion];checher_board(postion(1),postion(2))=-1;change_color() redraw()while(isempty(get_arrivable(checher_board,1))&&winner==0)arrivable=get_arrivable(checher_board,turn);redraw()pause(1)postion=Machine_output(checher_board);white=[white;postion];checher_board(postion(1),postion(2))=-1;change_color() endendturn=mod(turn+1,2);arrivable=get_arrivable(checher_board,turn);endendfunction change_color(~,~)switch turncase 1,t=1;case 0,t=-1;enddir=[1 0;-1 0;0 1;0 -1;1 1;-1 -1;1 -1;-1 1];exchange_set=[0 0];exchange_set(1,:)=[];for j=1:8temp_set=postion+((1:7)')*dir(j,:);temp_set(temp_set(:,1)>8|temp_set(:,1)<1,:)=[];temp_set(temp_set(:,2)>8|temp_set(:,2)<1,:)=[];if ~isempty(temp_set)temp_value=checher_board(temp_set(:,1)+(temp_set(:,2)-1).*8);if temp_value(1)==-tcumpoint=find(temp_value~=-t,1);if ~isempty(cumpoint)if temp_value(cumpoint)==texchange_set=[exchange_set;temp_set(1:cumpoint-1,:)];endendend endendexchange_set=unique(exchange_set,'rows');switch turncase 1black=[black;exchange_set];checher_board(exchange_set(:,1)+(exchange_set(:,2)-1).*8)=1;[~,w,~]=intersect(white,exchange_set,'rows');white(w,:)=[];case 0white=[white;exchange_set];checher_board(exchange_set(:,1)+(exchange_set(:,2)-1).*8)=-1;[~,b,~]=intersect(black,exchange_set,'rows');black(b,:)=[]; endendfunction redraw(~,~)set(plotblack,'XData',black(:,1),'YData',black(:,2))set(plotwhite,'XData',white(:,1),'YData',white(:,2))set(plotpostion,'XData',postion(:,1),'YData',postion(:,2))set(plotarrivable,'XData',arrivable(:,1),'YData',arrivable(:,2))if all(all(abs(checher_board)))&&winner==0judge()endendfunction judge()switch 1case (all(all(abs(checher_board)))&&size(black,1)>size(white,1))||isempty(white)winner=1;case (all(all(abs(checher_board)))&&size(white,1)>size(black,1))||isempty(black)winner=-1;case (all(all(abs(checher_board)))&&size(white,1)==size(black,1))winner=3;endif winner~=0redraw()switch winnercase 1buttonName1=questdlg('黑棋胜利','black win','关闭','重新开始','关闭');if isempty(buttonName1),buttonName1='end';endif strcmp(buttonName1,'重新开始'),init();elseif strcmp(buttonName1,'关闭'),close;endcase -1buttonName1=questdlg('白棋胜利','white win','关闭','重新开始','关闭');if isempty(buttonName1),buttonName1='end';endif strcmp(buttonName1,'重新开始'),init();elseif strcmp(buttonName1,'关闭'),close;endcase 3buttonName1=questdlg('平局','tie','关闭','重新开始','关闭');if isempty(buttonName1),buttonName1='end';endif strcmp(buttonName1,'重新开始'),init();elseif strcmp(buttonName1,'关闭'),close;endendendendend
功能函数（计算可行点）
function outcome=get_arrivable(board,t)
outcome=[0 0];
outcome(1,:)=[];
switch tcase 1,t=1;case 0,t=-1;
end
[x,y]=find(board==t);
collection=[x,y];
dir=[1 0;-1 0;0 1;0 -1;1 1;-1 -1;1 -1;-1 1];
if ~isempty(collection)
for i=1:size(collection,1)for j=1:8temp_set=collection(i,:)+((1:7)')*dir(j,:);temp_set(temp_set(:,1)>8|temp_set(:,1)<1,:)=[];temp_set(temp_set(:,2)>8|temp_set(:,2)<1,:)=[];if ~isempty(temp_set)temp_value=board(temp_set(:,1)+(temp_set(:,2)-1).*8);if temp_value(1)==-ttemp_set(temp_value==-t,:)=[];temp_value(temp_value==-t)=[];if ~isempty(temp_set)if temp_value(1)==0outcome=[outcome;temp_set(1,:)];end endend endend
end
end
outcome=unique(outcome,'rows');
end
机器端口
function exportPos=Machine_output(checher_board)
arrivable=get_arrivable(checher_board,0);
angleDetect=((arrivable(:,1)==1)|(arrivable(:,1)==8))&...((arrivable(:,2)==1)|(arrivable(:,2)==8));
if any(angleDetect)angleIndex=find(angleDetect);imagineBoard=zeros([8,8,length(angleIndex)]);whiteSums=zeros(length(angleIndex),1);for i=1:length(angleIndex)imagineBoard(:,:,i)=checher_board;imagineBoard(arrivable(angleIndex(i),1),arrivable(angleIndex(i),2),i)=-1;imagineBoard(:,:,i)=imagine_change_color(imagineBoard(:,:,i),...[arrivable(angleIndex(i),1),arrivable(angleIndex(i),2)],0);whiteSums(i)=sum(sum(imagineBoard(:,:,i)==-1));end[~,whiteBestIndex]=max(whiteSums);whiteBestIndex=whiteBestIndex(1);exportPos=arrivable(angleIndex(whiteBestIndex),:);
elseimagineBoard=zeros([8,8,size(arrivable,1)]);whiteSums=zeros(size(arrivable,1),1);for i=1:size(arrivable,1)imagineBoard(:,:,i)=checher_board;imagineBoard(arrivable(i,1),arrivable(i,2),i)=-1;imagineBoard(:,:,i)=imagine_change_color(imagineBoard(:,:,i),...[arrivable(i,1),arrivable(i,2)],0);tempArrivable=get_arrivable(imagineBoard(:,:,i),1);tempChecherBoard=imagineBoard(:,:,i);if ~isempty(tempArrivable)imagineOppBoard=zeros([8,8,size(tempArrivable,1)]);blackSums=zeros(size(tempArrivable,1),1);for ii=1:size(tempArrivable,1)imagineOppBoard(:,:,ii)=tempChecherBoard;imagineOppBoard(tempArrivable(ii,1),tempArrivable(ii,2),ii)=1;imagineOppBoard(:,:,ii)=imagine_change_color(imagineOppBoard(:,:,ii),...[tempArrivable(ii,1),tempArrivable(ii,2)],1);blackSums(ii)=sum(sum(imagineOppBoard(:,:,ii)==1));end[~,blackBestIndex]=max(blackSums);blackBestIndex=blackBestIndex(1);blackBestBoard=imagineOppBoard(:,:,blackBestIndex);whiteSums(i)=sum(sum(blackBestBoard==-1));endend[~,whiteBestIndex]=max(whiteSums);whiteBestIndex=whiteBestIndex(1);exportPos=arrivable(whiteBestIndex,:);
end
function outputBoard=imagine_change_color(inputBoard,postion,turn)switch turncase 1,t=1;case 0,t=-1;enddir=[1 0;-1 0;0 1;0 -1;1 1;-1 -1;1 -1;-1 1];exchange_set=[0 0];exchange_set(1,:)=[];for j=1:8temp_set=postion+((1:7)')*dir(j,:);temp_set(temp_set(:,1)>8|temp_set(:,1)<1,:)=[];temp_set(temp_set(:,2)>8|temp_set(:,2)<1,:)=[];if ~isempty(temp_set)temp_value=inputBoard(temp_set(:,1)+(temp_set(:,2)-1).*8);if temp_value(1)==-tcumpoint=find(temp_value~=-t,1);if ~isempty(cumpoint)if temp_value(cumpoint)==texchange_set=[exchange_set;temp_set(1:cumpoint-1,:)];endendend endendexchange_set=unique(exchange_set,'rows');switch turncase 1inputBoard(exchange_set(:,1)+(exchange_set(:,2)-1).*8)=1;case 0inputBoard(exchange_set(:,1)+(exchange_set(:,2)-1).*8)=-1;endoutputBoard=inputBoard;
end
end
代码使用方式
需将三段代码分别复制到不同m文件中，并放在同一文件夹里，运行时调用reversi_Man_Machine函数（主体部分）。
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