象棋游戏的设计与实现

象棋游戏的设计与实现

目录

1引言 (1)

1.1象棋设计背景和研究意义 (1)

1.2象棋设计研究方法 (1)

2人工智能算法设计 (2)

2.1棋局表示 (3)

2.2着法生成 (4)

2.3搜索算法 (5)

2.4历史启发及着法排序 (9)

2.5局面评估 (9)

2.6程序组装 (11)

3界面及程序辅助设计 (12)

3.1界面基本框架 (12)

3.2多线程 (13)

3.3着法名称显示 (14)

3.4悔棋和还原 (15)

4系统实现 (16)

结论 (19)

参考文献 (20)

1引言

1.1 象棋设计背景和研究意义

电脑游戏行业经过二十年的发展，已经成为与影视、音乐等并驾齐驱的全球最重要的娱乐产业之一，其年销售额超过好莱坞的全年收入。游戏，作为一种娱乐活动。早期的人类社会由于生产力及科技的制约，只能进行一些户外的游戏。随着生产力的发展和科技进步，一种新的游戏方式——电子游戏也随之诞生。

当计算机发明以后，电子游戏又多了一个新的载体。电子游戏在整个计算机产业的带动下不断地创新、发展着。自从计算机发明，向各个领域发展，到成为我们现在每天工作和生活必不可少的一部分的这个过程中，电子游戏也逐步渗入我们每个人的娱乐活动中。而计算机已经普及的今天，对于可以用计算机进行程序编辑的人来说，开发属于自己的游戏，已经不再是梦想。事实上，个人计算机软件市场的大约80%销售份额是来自游戏软件。棋牌游戏属于休闲类游戏，相对于角色扮演类游戏和即时战略类游戏等其它游戏，具有上手快、游戏时间短的特点，更利于用户进行放松休闲，为人们所喜爱，特别是棋类游戏，方便、快捷、操作简单，在休闲娱乐中占主要位置。作为中华民族悠久文化的代表之一，中国象棋不仅源远流长，而且基础广泛，作为一项智力运动，中国象棋开始走向世界。

随着计算机处理速度的飞速提高，人们很早就提出了疑问：计算机是否会超越人类？世界国际象棋大师已被计算机打败，计算机已经超过了人类？而人工智能是综合性很强的一门边缘学科，它的中心任务是研究如何使计算机去做那些过去只能靠人的智力才能做的工作。因此，对游戏开发过程中的人工智能技术的研究自然也就成了业界的一个热门研究方向。

1.2 象棋设计研究方法

对于象棋来说，核心设计主要包括人工智能算法的以及整个游戏中界面及程序辅助部分的实现，主要用 Visual C++ 进行开发，里面的MFC类库，使游戏开发更加方便，并利用人工智能相关搜索算法实现人工智能的着法生成，从而完善整个游戏的功能。

本文的目标是实现一款有着一定下棋水平且交互友好的中国象棋人机对弈程序。

该程序功能包括：

*人机对弈；

*搜索深度设定；

（电脑棋力选择）

*悔棋、还原；

*着法名称显示；

整个程序的实现可分为两大部分：

一、人工智能算法设计（计算机下棋引擎）

该部分实现了如何让计算机下中国象棋，其中涉及人机对弈的基本理论及思想，是该程序的核心部分，同时也是本项目研究的重点所在。

二、界面及程序辅助设计

光有下棋引擎尚不能满足人机交互的基本要求，因此还需要一个框架（界面）来作为引擎的载体，同时提供一些诸如悔棋，还原之类的附属功能（程序辅助）。

下面分别介绍各部分实现。由于界面及程序辅助部分涉及内容宽泛而又繁琐，因而本文只介绍其中重点部分。

2人工智能算法设计

程序的基本框架：

从程序的结构上讲，大体上可以将引擎部分划分为四大块：

棋局表示；

着法生成；

搜索算法；

局面评估。

程序的大概的思想是：

首先使用一个数据结构来描述棋局信息，对某一特定的棋局信息由着法生成器生成当前下棋方所有合法的着法并依次存入着法队列。然后通过搜索算法来逐一读取着法并调用局面评估函数对该着法所产生的后继局面进行评估打分，从中选出一个最有可能导致走棋方取胜的着法。在搜索的过程中还可以采用一些辅助手段来提高搜索的效率。其过程如下所示（图1）：

图 1 程序结构图

下面将分别介绍程序各个部分：

2.1 棋局表示

计算机下棋的前提是要让计算机读懂象棋。所谓读懂，即计算机应该能够清楚地了解到棋盘上的局面（棋盘上棋子的分布情况）以及下棋方所走的每一种着法。因而首先需要设计一套数据结构来表示棋盘上的局面以及着法。

对于棋盘局面的表示可采用传统而简单的“棋盘数组”。即用一个9*10的数组来存储棋盘上的信息，数组的每个元素存储棋盘上是否有棋子。这种表示方法简单易行（缺点是效率不是很高）。按此方法棋盘的初始情形如下所示：BYTE CChessBoard[9][10] = {

R, 0, 0, P, 0, 0, p, 0, 0, r,

H, 0, C, 0, 0, 0, 0, c, 0, h,

E, 0, 0, P, 0, 0, p, 0, 0, e,

A, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, a,

K, 0, 0, P, 0, 0, p, 0, 0, k,

A, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, a,

E, 0, 0, P, 0, 0, p, 0, 0, e,

H, 0, C, 0, 0, 0, 0, c, 0, h,

R, 0, 0, P, 0, 0, p, 0, 0, r

};

给所有棋子定义一个值：

#define R_BEGIN R_KING

#define R_END R_PAWN

#define B_BEGIN B_KING

#define B_END B_PAWN

#define NOCHESS 0 //没有棋子

黑方：#define B_KING 1 //黑帅

#define B_CAR 2 //黑车

#define B_HORSE 3 //黑马

#define B_CANON 4 //黑炮

#define B_BISHOP 5 //黑士

#define B_ELEPHANT 6 //黑象

#define B_PAWN 7 //黑卒

红方：#define R_KING 8 //红将

#define R_CAR 9 //红车

#define R_HORSE 10//红马