ChessVista开发日记之二：核心问题

核心提示：核心问题 好的，我们已经有一个关于ChessVista的基本架构了，ChessVista开发日记之二：核心问题，现在要看看接下来有哪些核心问题、关键任务要解决， 对于一个国际象棋程序，在这个令人激动的探索中，希望大家能一起探讨，或者也可以说是对所有的棋类博弈程序来说吧，通常有哪些关键的问题要解决呢？首先

核心问题

好的，我们已经有一个关于ChessVista的基本架构了，现在要看看接下来有哪些核心问题、关键任务要解决。



对于一个国际象棋程序，或者也可以说是对所有的棋类博弈程序来说吧，通常有哪些关键的问题要解决呢？首先，核心算法——即局面表示、着法生成、搜索算法和局面评估——应该是最关键的部分，此外，针对ChessVista的设计目标，还应包括设计博弈引擎的加载、通讯，设计图形界面用的棋盘控件这两个任务。



由于国际象棋游戏是所谓的“信息完备”游戏，即对于所有游戏参与者来说，面对的局面是同一个，而且任何一方所掌握的棋盘、棋子的信息是一样的（相对而言，纸牌类游戏、麻将就不是“信息完备”的，因为你不知道对方手里的牌），所以核心算法也仅针对这类游戏设计，暂不考虑非“信息完备”类游戏。



局面表示

局面是指某个特定时刻，棋盘上棋子的数量和位置的一个“快照”。与我们实际情况下使用的棋盘、棋子不同，在程序中必须要有特定的数据结构来表示它们，并且还要具备有效的算法来获取、处理这些信息。



一个高效的局面表示方法和处理算法非常重要，因为一旦游戏双方的对弈开始，在后面的整个过程中，局面数据是不可或缺的信息，包括着法生成、搜索算法、局面评估和界面显示都离不开它。举例来说，当对方走了一步棋，ChessVista的引擎必须知道对方走了那个棋子、之前的位置在哪里、新的位置在哪里，然后它要判断自己有哪些子可以走、可以走到哪里、哪一种走法是最优的，最后它还要把走的结果反映到当前局面上，并通知界面做出相应的修改，可以看出，这些过程中，随时都要用到棋盘和棋子的局面数据。



当前局面的维护以及基本的局面算法都由ChessVista的棋盘服务负责并提供相应的API。



着法生成

一旦一方的引擎确定了一步走法，ChessVista必须根据国际象棋的规则判断该走法是否合法，因为若不做这样的检查，任何一个引擎都可以通过某种方式欺骗程序。



另一方面，当一个引擎得到走棋的通知，它必须遍历当前局面，判断自己有哪些棋子可以走，同样要根据规则判断哪些走法是合法的，为后面的搜索算法提供基础。



虽然上述过程一个是由ChessVista的对弈服务负责，一个由引擎自己负责，但他们依据的都是同一个算法——着法生成，而且实践也证明，在国际象棋的整个设计中，着法生成是最复杂、最费时的事。



搜索算法

人类棋手在从众多可选着法中，决定选择某一个时，通常会在大脑中进行推演，只有尽可能缜密地推演出后继自己和对手的着法，才能最大限度地选出最好的着法。对于程序来说，这一方法同样是不二选择，只不过是不同的程序使用的搜索算法不同罢了。



实际应用中，针对国际象棋的搜索算法有很多种，各有优缺点，这些不同的算法和设计中会遇到的种种值得思考的事，在后面会进一步探讨。



局面评估

最后，当要判断出某一着法是否优于另一种时，或者要判断当前局面是处于优势还是劣势时，必须要有一种评估局面的方法，在象棋程序中，“子力平衡”通常是一个关键的评估因素。



考虑到引擎必须在有限的时间内做出评估，选出“最佳”（这里仅指在一定约束条件下做出的最佳判断）着法，局面评估通常要考虑和搜索算法同时轮流进行，才能保证即使是在有限时间下，也一定有解（有一个不是最佳的解，也比没有解要强，好像敏捷开发中的迭代也是这个理 ^_^）。



博弈引擎

ChessVista环境和引擎相当于一个小型的C/S结构，初步设想将引擎设计为ChessVista环境的进程内模块，即设计为DLL，由ChessVista环境动态加载。双方之间的通讯采用通用的UCI引擎协议，因此要考虑设计一个UCI协议解析模块，由ChessVista的博弈引擎服务负责，并提供相应接口。同时，还要确定出环境和引擎之间的交互接口规范。



棋盘控件

考虑到棋盘扩展的设计目标，将棋盘单独做成一个独立控件，用它来实现棋盘扩展的可视部分逻辑。



好了，在ChessVista这幅图上，重要的拼图都已经找出来了，后面，我们就会进入逐个核心问题的实际设计、开发中了，在这个令人激动的探索中，希望大家能一起探讨，共同进步。