C/C++中国象棋程序入门与提高.pdf

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书籍描述

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《C/C++中国象棋程序入门与提高》由电子工业出版社出版。

目录
第1章 绪论 1
1.1 机器博弈 1
1.1.1 Tic-Tac-Toe游戏 2
1.1.2 国际象棋机器博弈 4
1.1.3 机器博弈发展趋势 5
1.2 中国象棋程序 6
1.2.1 中国象棋博弈程序组成 6
1.2.2 中国象棋程序研究现状 6
1.2.3 全国计算机博弈锦标赛 7
1.3 C/C++基础知识 8
1.3.1 结构体 8
1.3.2 联合体 10
1.3.3 枚举 11
1.3.4 指针 11
1.3.5 面向对象程序设计 11
1.4 数据结构基础知识 12
1.4.1 线性表 13
1.4.2 栈和队列 14
1.4.3 树 14
1.4.4 查找 15
1.4.5 排序 15
1.5 算法分析基础知识 16
1.5.1 算法描述 16
1.5.2 算法时间复杂度分析 18

第2章 中国象棋博弈 21
2.1 中国象棋简介 21
2.1.1 棋盘与棋子 21
2.1.2 走棋和吃子 22
2.1.3 将死和困毙 22
2.1.4 胜、负、和 22
2.2 中国象棋博弈程序 23
2.2.1 局面表示 24
2.2.2 走法生成 25
2.2.3 搜索算法 25
2.2.4 局面评估 26

第3章 局面表示 29
3.1 简单的表示方法 29
3.2 扩展数组表示 31
3.2.1 棋盘表示 31
3.2.2 棋子表示 32
3.2.3 二维数组与一维数组 34
3.3 字符串表示局面 34
3.3.1 棋子表示 35
3.3.2 棋盘表示 35
3.3.3 走方表示 36
3.3.4 走棋步数 36
3.4 不同表示方法的转换 36
3.4.1 一维数组转换成FEN串 37
3.4.2 FEN串转换成一维数组 40

第4章 走法表示及生成走法 45
4.1 走法表示 45
4.2 车炮马象(相)士(仕)卒(兵)将(帅)走法生成 46
4.2.1 马的走法生成 46
4.2.2 将(帅)的走法生成 49
4.2.3 士(仕)的走法生成 50
4.2.4 象(相)的走法生成 52
4.2.5 车的走法生成 54
4.2.6 炮的走法生成 56
4.2.7 卒(兵)的走法生成 58
4.3 产生一个局面的全部走法 61
4.4 简化合理位置数组 63
4.5 棋子数组 67
4.6 将军检测 72
4.7 如何更快地生成走法 79
4.7.1 事先生成法 79
4.7.2 位行位列 80

第5章 局面评估 83
5.1 简单的局面评估算法 83
5.2 带棋子数组的评估 86
5.3 新的价值数组 87
5.4 位置分值 88
5.5 灵活性分值 94
5.6 更为复杂的局面评估 98
5.7 知识与速度 99

第6章 基本搜索算法 101
6.1 搜索树 101
6.2 深度优先搜索与广度优先搜索 102
6.3 简单的两步搜索 104
6.4 极大点与极小点 104
6.5 结点的层次 106
6.6 极大极小搜索算法 106
6.7 局面变换 108
6.7.1 用局部变量来保存局面 108
6.7.2 用全局变量来保存局面 109
6.8 走法栈 110
6.9 获取最佳走法 111
6.10 完整的搜索过程 113
6.11 合并极大点与极小点搜索 124
6.12 负极大值搜索 125
6.13 极大极小搜索时间分析 129
6.14 搜索剪枝 133
6.15 Alpha-Beta搜索 136
6.16 Alpha-Beta搜索时间分析 138
6.17 alpha一直小于beta吗? 140

第7章 人机博弈 141
7.1 基本知识 141
7.1.1 程序流程 141
7.1.2 棋局状态 142
7.1.3 图形界面开发工具 142
7.2 VC++工程 143
7.2.1 创建VC++工程 143
7.2.2 VC++工程文件 145
7.3 棋盘显示 147
7.3.1 加载图片 147
7.3.2 棋盘显示 150
7.4 计算机走棋 154
7.4.1 添加类 154
7.4.2 添加类的成员 156
7.4.3 添加走法结构 158
7.5 走法显示 158
7.6 棋手走棋 160
7.7 时间处理 164
7.7.1 计时策略 164
7.7.2 WM_TIMER消息 165
7.7.3 显示时间 166

第8章 机器对弈——博弈引擎 167
8.1 UCCI协议 167
8.1.1 通信方式 167
8.1.2 引擎状态 168
8.1.3 指令 168
8.1.4 反馈 169
8.2 常用指令和反馈 169
8.2.1 position 169
8.2.2 banmoves 170
8.2.3 go 170
8.2.4 bestmove 170
8.3 管道 171
8.3.1 创建管道 172
8.3.2 读写管道 174
8.4 UCCI棋盘表示 177
8.4.1 棋盘的坐标表示 177
8.4.2 走法转换 178
8.5 博弈引擎 179
8.5.1 引擎程序运行方式 179
8.5.2 通信处理 179
8.5.3 协议处理 183
8.5.4 工作流程 183
8.6 界面程序 186
8.6.1 功能描述 186
8.6.2 加载引擎 187
8.6.3 卸载引擎 189
8.6.4 常用功能 189

第9章 置换表 193
9.1 置换表 194
9.2 哈希表 194
9.2.1 存储 194
9.2.2 查找 195
9.2.3 冲突 195
9.2.4 冲突处理方法 195
9.2.5 影响哈希表效率的因素 196
9.3 Zobrist键值 197
9.4 哈希函数 198
9.5 结合置换表的Alpha-Beta搜索 200
9.6 结点深度 205
9.7 Alpha结点和beta结点 208
9.8 最佳走法 214
9.9 获胜局面 219
9.10 超出边界的Alpha-Beta搜索 225
9.11 哈希表的冲突处理策略 230
9.12 清空哈希表 232

第10章 算法分析及测试技术 233
10.1 测试内容 233
10.2 测试用例设计 234
10.2.1 开局 234
10.2.2 中局 235
10.2.3 残局 236
10.3 测试代码 237
10.3.1 负极大值搜索 237
10.3.2 Alpha-Beta搜索 241
10.3.3 结合置换表的Alpha-Beta搜索 245
10.4 测试结果分析 253
10.4.1 死亡结点 253
10.4.2 置换表的不稳定性 256
10.4.3 三种算法对照分析 256

第11章 时间控制策略 259
11.1 带时限的搜索算法 259
11.2 平均时间分配 260
11.3 迭代深化(Iterative Deepening) 263
11.3.1 限定时间内究竟能搜索多深 263
11.3.2 迭代深化 265
11.3.3 迭代深化时间分析 267
11.4 动态时间分配 267
11.5 结合置换表的限时搜索 269

第12章 启发式搜索策略 273
12.1 杀手启发(Killer Heuristic) 273
12.2 历史表启发(History Heuristic) 274
12.3 走法排序 275
12.3.1 吃子走法和不吃子走法 275
12.3.2 新的走法数组 287
12.3.3 吃子走法价值 292
12.3.4 不吃子走法的价值 298
12.3.5 走法排序 299
12.4 克服水平线效应 301
12.5 空着 306
12.6 开局库 307
12.6.1 开局库文件 307
12.6.2 开局库在内存中的存储 308
12.6.3 读取开局库文件 308
12.6.4 获取开局库走法 312
12.6.5 修改相关函数 314
12.7 残局库 322

第13章 更多搜索策略 323
13.1 PVS主要变例搜索 323
13.2 MTD(f)算法 326
13.3 后台思考 332
13.4 最小树 332
13.5 你的策略 333
13.6 博弈程序的智能水平 333
参考文献 334

序言
程序设计是计算机专业的必修课,从C到C++,再到可视化程序设计VC++。C/C++是大学计算机专业的基础语言课,不少程序员都是从C走上他们的程序设计之路的。大学课程主要从语法的角度讲解C/C++。具体是C讲述基础的语言设计方法,C++主要讲述面向对象程序设计方法,VC++则讲述基本的可视化程序设计的知识。太多的语法基础占据了语言课的大部分时间,学生学习后基本只能应付课后习题,要提高程序设计能力还有很长的路要走。学生一路走来,到毕业时很多人竟不能独立编写一个像样的程序。
数据结构,算法分析与设计则是计算机专业的主要课程,可许多学生学习之后竟然觉得数据结构无用。理论教学与实践的脱离使得学生只追求盲目的60分。很多计算机专业学生毕业之后没有独立程序设计的能力,无法从事计算机相关行业。
案例教学成为近年比较流行的教学模式。它将课本理论与实际项目开发结合在一起,提高了学生的动手能力和实践经验。实践证明,编写一个带有实际意义的项目是提高编程能力最高效的方法。如果能有一个项目将C、C++、VC++、数据结构、算法分析与设计结合在一起,提高学生的基础程序设计能力,同时又能掌握数据结构与算法的高级应用,必然为以后从事软件开发打下良好的基础。中国象棋程序就是这样一个项目,它综合了C、C++、VC++、数据结构、算法分析与设计等知识。象棋作为竞技体育同时又作为一个游戏,具有一定的趣味性。学生通过自己亲身参与游戏程序的编写可以提高学习的积极性。
中国象棋程序主要由局面表示、走法表示及生成、局面评估、搜索算法、界面控制等五大部分组成。
局面就是一盘棋经过若干回合之后当前所处的形势,包括棋盘、红黑双方所剩棋子及其在棋盘上的分布、当前该走棋一方、双方所剩时间、双方所剩走棋步数等内容。局面表示是象棋程序的基础,局面表示的好坏直接关系到走法生成、局面评估和搜索算法的效率,从而影响象棋程序得到的最佳走法。
象棋程序每一次思考的目的是获取一个最佳走法(至少在程序看来是最佳的)。要实现这一目的的简单方法就是生成全部所有可能的走法,然后再一个一个的比较,找出最佳的一个。实际上程序也是这样做的。

文摘
插图:

C/C++中国象棋程序入门与提高
第2章中国象棋博弈
中国象棋是一种具有悠久历史的棋类,早在2000多年前的战国时代就已经有了关于象棋的记载。如:《楚辞·招魂》中有“蓖蔽象棋,有六簿些:分曹并进,道相迫些;成枭而牟,呼五白些。”。经过历代的发展演绎,到北宋末定型为现代的中国象棋。元明清时期,象棋继续在民间流行,技术水平不断得以提高,出现了多部总结性理论专著,其中最为重要的有《梦入神机》、《金鹏十八变》、《桔中秘》、《适情雅趣》、《梅花谱》、《竹香斋象棋谱》等。
中国象棋协会成立于1962年,40多年来,由于群众性棋类活动和比赛的推动,象棋棋艺水平提高得很快,优秀棋手不断涌现,其中以杨官磷、胡荣华、柳大华、赵国荣、吕钦、许银川等最为著名。
本书主要内容
简单介绍中国象棋。
中国象棋博弈程序组成。
2.1中国象棋简介
2.1.1棋盘与棋子
象棋棋盘由九条竖线和十条横线交叉组成。棋盘上共有九十个交叉点,象棋子就摆在和活动在这些交叉点上。棋盘中间没有画通直线的地方,叫做“河界”;画有斜交叉线的地方,叫做“九宫”。

内容简介
《C/C++中国象棋程序入门与提高》由浅入深地介绍了中国象棋博弈程序的各个基本知识点,以实际案例来促进读者对算法的理解,提高实际编程能力。主要内容包括:中国象棋博弈,局面表示,走法表示及生成走法,局面评估,基本搜索算法,人机博弈,机器对弈,置换表,算法分析及测试技术,时间控制策略,启发式搜索策略,更多搜索策略。
《C/C++中国象棋程序入门与提高》适用于在校计算机专业本科学生及研究生,以及程序设计、算法、博弈和人工智能的爱好者及专业人士。

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