五子棋人机博弈实验报告.docx

1、五子棋人机博弈实验报告五子棋人机博弈实验报告一(课程设计目的 2 二(课程设计要求 2 三(课程设计内容 2 四(课程设计思想 2 五(系统实现 2 设计平台 2 数据结构设计 3 程序流程图设计 3 主要算法设计 4 程序调试及运行结果 4 六(课程设计总结 5 七(参考资料 6 八(附录:五子棋博弈算法源代码 7 1 一( 课程设计目的 通过上学期学习的人工智能学科，运用推理技术、搜索方法和决策规划和博弈树设计五子棋人机博弈系统，以此进一步深化对理论知识技术的了解，培养学生编程能力以及实践水平。 二(课程设计要求 通过本次课程设计要求学生掌握以下内容: 1.深入了解博弈树和alpha-be

2、ta剪枝算法。 2.设计出适合五子棋算法的启发式函数。 3.熟练掌握启发式的搜索方法。 三(课程设计内容 本系统实现的是五子棋博弈算法，运用java语言实现了图形用户界面，方便用户使用。算法采用了博弈算法和启发式函数进行搜索，人机对弈可自动判断输赢，结束后可重新开局。 四(课程设计思想 本系统实现的是五子棋博弈算法，为了方便用户的使用，采用的是java图形用户界面技术。为了记录棋盘的每一个下棋点，定义数组array1919。并用shape16165记录所有获胜的组合。首先由玩家落子，前两步电脑根据玩家的落子情况在附近随机落子，第三步电脑开始搜索，并根据玩家落子情况对棋盘进行全局搜索(Scan)

3、并排序(Sort)，并对每一个落子点进行打分并选择分值最大的点(Evaluate)落子，判断玩家或电脑是否获胜(Judge)，一方获胜则结束。 五(系统实现 1.实验平台: myeclipse 8.5 2 2.数据结构设计: (1)int array1919:记录棋盘的每一个下棋点 (2)int max_x:记录最大评估值的横坐标 int max_y:记录最大评估值的纵坐标 int max :记录最大评估值 (3)int shape16165:记录所有获胜组合 3.程序流程图设计: 开始 玩家落子 是 玩家是否获胜 电脑对棋盘进行搜索，对每个点打分，记录最大值及其位置 电脑选择分值最大的点落子

4、 否 电脑是否获胜 是 是否重新开局 是 否 结束 3 4.主要算法设计: (1)class ChessPad:绘制棋盘棋子，初始化棋盘，添加鼠标点击事件。 (2)class ChessPoint_black:黑棋下棋的走法和显示 (3)class ChessPoint_white:白棋下棋的走法和显示 (4)class Chess:棋盘属性的设置 (5)class Evaluate:对每一步可选择的方法进行打分，选择最大值,记录坐标。 (6)class Scan:查看八个方向上相邻相同颜色棋子的个数。 (7)class Judge:判断是否有一方获得胜利。 (8)class AutoPlay

5、:电脑的下棋走法，依据玩家当前的落子位置来判断自己的走子位置。 5.运行结果: (1)人机对弈，黑棋为人操作，白棋为计算机操作，人赢得胜利的页面截图如 下: 4 (2)人机对弈，黑棋为人操作，白棋为计算机操作，计算机赢得胜利的页面截图如下: 六(课程设计总结: 通过小组合作完成五子棋人机博弈系统，自己更透彻的了解了上学期学习的人工智能教授的知识，可谓一大收获;同时更强化了Visual C+的一些基本技术，捡回了选修课讲过的很多相关知识，可谓是另一大收获。在对五子棋人机博弈的估值搜索算法的设计上，采用博弈搜索的方法，采用静态估值函数对各节点的代价进行估计，使算法达到最优。小组合作区别与自己独立实

6、验，此一形式，让我们扬长避短，体味到了团队合作的快乐 5 七(参考资料: 1 蔡自兴(人工智能及其应用M(北京:清华大学出版社，1999 2 王小春(游戏编程(人机博弈)M(重庆:重庆大学出版社，2002 3 潘金贵，顾铁成，曾俭等编译(现代计算机常用数据结构和算法M(南京:南京大学出版社，1994 4 王永庆(人工智能原理与方法M(西安:西安交通大学出版社，1998 5 林尧瑞，马少平(人工智能导论M(北京:清华出版社，1989 6 田盛丰，黄厚宽(人工智能与知识工程M(北京:中国铁道出版社，1999 7 王镌(博弈树搜索的算法改进J(福建电脑(2004，(2) 8 Visual C+游戏设

7、计入门. 机械工业出版社 普悠玛数科技 著 9 标准C+实用教程. 电子工业出版社 康晓明 汪涛 等编著 10C+面向对象程序设计陈维兴 林小茶编著 中国铁道出版社 11五子棋必读 作者:彭建国编 6 附录:五子棋博弈算法源代码: import java.awt.*; import java.awt.event.*; class ChessPad extends Panel implements MouseListener,ActionListener int array=new int1919; Scan scanp=new Scan(); Scan scanc=new Scan(); Au

8、toPlay autoPlay=new AutoPlay(); Evaluate evaluatep=new Evaluate(); Evaluate evaluatec=new Evaluate(); Sort sort=new Sort(); int i=0; int x=-1,y=-1,棋子颜色=1; Button button=new Button(重新开局); TextField text_1=new TextField(请黑棋下子), text_2=new TextField(), text_3=new TextField(); ChessPad() /棋盘初始化 setSize(

9、440,440); setLayout(null);setBackground(Color.LIGHT_GRAY); addMouseListener(this);add(button);button.setBounds(10,5,60,26); button.addActionListener(this); add(text_1); text_1.setBounds(90,5,90,24); add(text_2); text_2.setBounds(290,5,90,24); add(text_3); text_3.setBounds(200,5,80,24); for(int i=0;i

10、19;i+) for(int j=0;j19;j+) arrayij=0; for(int i=0;i19;i+) for(int j=0;j19;j+) for(int h=0;h5;h+) scanp.shapeijh=0; scanc.shapeijh=0; text_1.setEditable(false); text_2.setEditable(false); text_3.setEditable(false); public void paint(Graphics g) /棋盘布局 for (int i=40;i=400;i=i+20) g.drawLine(40,i,400,i)

11、; 7 for(int j=40;j=400;j=j+20) g.drawLine(j,40,j,400); g.fillOval(97,97,6,6); /棋盘上的五个什么点 g.fillOval(337,97,6,6); g.fillOval(97,337,6,6); g.fillOval(337,337,6,6); g.fillOval(217,217,6,6); public void mousePressed(MouseEvent e) int a=0,b=0; if(e.getModifiers()=InputEvent.BUTTON1_MASK) /鼠标点击，判断是否可以落子 x

12、=(int)e.getX();y=(int)e.getY(); ChessPoint_black chesspoint_black=new ChessPoint_black(this); ChessPoint_white chesspoint_white=new ChessPoint_white(this); i+; text_3.setText(这是第+i+步); if(x+5)/202|(y+5)/2019|(y-5)/2019)/局外 else a=(x+10)/20;b=(y+10)/20; if(arrayb-2a-2=0&棋子颜色=1) /用变量 棋子颜色 来判断是黑还是白下子 t

13、his.add(chesspoint_black); chesspoint_black.setBounds(a*20-9,b*20-9,18,18); 棋子颜色=棋子颜色*(-1); arrayb-2a-2=1; if (Judge.judge(array,1) text_1.setText(黑棋赢!);棋子颜色=2;removeMouseListener(this); else text_1.setText(); 8 if(i2&棋子颜色=-1) /电脑下子 scanp.scan(array,1); scanc.scan(array,-1); sort.sort(scanp.shape);

14、sort.sort(scanc.shape); evaluatep.evaluate(scanp.shape); evaluatec.evaluate(scanc.shape); 棋子颜色=棋子颜色*(-1); this.add(chesspoint_white); if(evaluatep.maxevaluatec.max) chesspoint_white.setBounds(evaluatep.max_y+2)*20-9,(evaluatep.max_x+2)*20-9,18,18); arrayevaluatep.max_xevaluatep.max_y=-1; text_1.setT

15、ext(请黑棋下子); for(int i=0;i19;i+) for(int j=0;j19;j+) for(int h=0;h5;h+) scanp.shapeijh=0; scanc.shapeijh=0; else chesspoint_white.setBounds(evaluatec.max_y+2)*20-9,(evaluatec.max_x+2)*20-9,18,18); arrayevaluatec.max_xevaluatec.max_y=-1; if (Judge.judge(array,-1) text_2.setText(白棋赢!);棋子颜色=2;removeMous

16、eListener(this); else text_1.setText(请黑棋下子); for(int i=0;i19;i+) for(int j=0;j19;j+) for(int h=0;h5;h+) 9 scanp.shapeijh=0; scanc.shapeijh=0; if(i=2&棋子颜色=-1) autoPlay.autoPlay(array,b-2,a-2); this.add(chesspoint_white); 棋子颜色=棋子颜色*(-1); chesspoint_white.setBounds(autoPlay.y+2)*20-9,(autoPlay.x+2)*20-

17、9,18,18); arrayautoPlay.xautoPlay.y=-1; if (Judge.judge(array,-1) text_2.setText(白棋赢!);棋子颜色=2;removeMouseListener(this); else text_1.setText(请黑棋下子); text_2.setText(autoPlay.x+ +autoPlay.y); public void mouseReleased(MouseEvent e) public void mouseEntered(MouseEvent e) public void mouseExited(MouseEv

18、ent e) public void mouseClicked(MouseEvent e) public void actionPerformed(ActionEvent e) this.removeAll(); 棋子颜色=1; add(button);button.setBounds(10,5,60,26); add(text_1);text_1.setBounds(90,5,90,24); text_2.setText(); text_1.setText(请黑棋下子); add(text_2); text_2.setBounds(290,5,90,24); add(text_3); tex

19、t_3.setBounds(200,5,80,24); i=0; text_3.setText(这是第+i+步); 10 for(int i=0;i19;i+) for(int j=0;j19;j+) arrayij=0; for(int i=0;i19;i+) for(int j=0;j19;j+) for(int h=0;h5;h+) scanp.shapeijh=0; scanc.shapeijh=0; addMouseListener(this); class ChessPoint_black extends Canvas implements MouseListener ChessP

20、ad chesspad=null; ChessPoint_black(ChessPad p) setSize(20,20); addMouseListener(this); chesspad=p; public void paint(Graphics g) g.setColor(Color.black);g.fillOval(0,0,18,18); public void mousePressed(MouseEvent e) /*if(e.getModifiers()=InputEvent.BUTTON3_MASK) chesspad.remove(this); chesspad.棋子颜色=1

21、; chesspad.text_2.setText(); chesspad.text_1.setText(请黑棋下子); */ public void mouseReleased(MouseEvent e) public void mouseEntered(MouseEvent e) public void mouseExited(MouseEvent e) public void mouseClicked(MouseEvent e) class ChessPoint_white extends Canvas implements MouseListener ChessPad chesspad

22、=null; ChessPoint_white(ChessPad p) setSize(20,20);addMouseListener(this); chesspad=p; public void paint(Graphics g) g.setColor(Color.white);g.fillOval(0,0,18,18); 11 public void mousePressed(MouseEvent e) /*if(e.getModifiers()=InputEvent.BUTTON3_MASK) chesspad.remove(this); chesspad.棋子颜色=-1; chessp

23、ad.text_2.setText(请白棋下子); chesspad.text_1.setText(); */ public void mouseReleased(MouseEvent e) public void mouseEntered(MouseEvent e) public void mouseExited(MouseEvent e) public void mouseClicked(MouseEvent e) public class Chess extends Frame ChessPad chesspad=new ChessPad(); Chess() setVisible(tr

24、ue); setLayout(null); Label label=new Label(五子棋,Label.CENTER); add(label);label.setBounds(70,55,440,26); label.setBackground(Color.orange); add(chesspad);chesspad.setBounds(70,90,440,440); addWindowListener(new WindowAdapter() public void windowClosing(WindowEvent e) System.exit(0); ); pack();setSiz

25、e(600,550); public static void main(String args) Chess chess=new Chess(); 12 public class AutoPlay/前2步棋走法 int x,y; void autoPlay(int chesspad,int a,int b) int randomNumber=(int)(Math.random()*8)+1; switch(randomNumber) case(1): if(chesspada-1b-1=0) x=a-1;y=b-1; else if(chesspada-2b-2=0) x=a-2;y=b-2;

26、 else x=a-3;y=b-3; break; case(2): if(chesspada-1b=0) x=a-1;y=b; else if(chesspada-2b=0) x=a-2;y=b; else x=a-3;y=b; break; case(3): if(chesspada-1b+1=0) x=a-1;y=b+1; else if(chesspada-2b+2=0) x=a-2;y=b+2; else x=a-3;y=b+3; break; case(4): if(chesspadab+1=0) x=a;y=b+1; else if(chesspadab+2=0) x=a;y=b

27、+2; else x=a;y=b+3; break; case(5): if(chesspada+1b+1=0) x=a+1;y=b+1; else if(chesspada+2b+2=0) x=a+2;y=b+2; else x=a+3;y=b+3; break; case(6): if(chesspada+1b=0) x=a+1;y=b; 13 else if(chesspada+2b=0) x=a+2;y=b; else x=a+3;y=b; break; case(7): if(chesspada+1b-1=0) x=a+1;y=b-1; else if(chesspada+2b-2=

28、0) x=a+2;y=b-2; else x=a+3;y=b-3; break; case(8): if(chesspadab-1=0) x=a;y=b-1; else if(chesspadab-2=0) x=a;y=b-2; elsex=a;y=b+3; break; public class Evaluate int max_x,max_y,max; public void evaluate(int shape) int i=0,j=0; for(i=0;i19;i+) for(j=0;j19;j+) switch(shapeij0) case 5: shapeij4=200; break; case 4: switch(shapeij1) case 4: shapeij4=150+shapeij2