用于Python井字游戏的Minimax算法

我最近报名参加了CS50 AI Python课程,其中一个项目是为井字游戏实现Minimax算法。我寻求帮助并在StackOverflow上搜索,但没有找到能帮到我的答案。图形部分已经实现,你只需要编写模板中给定的函数,我相信我已经正确实现了这些函数,除了算法部分。以下是这些函数:

import mathimport copyX = "X"O = "O"EMPTY = Nonedef initial_state():    """    返回棋盘的初始状态。    """    return [[EMPTY, EMPTY, EMPTY],            [EMPTY, EMPTY, EMPTY],            [EMPTY, EMPTY, EMPTY]]def player(board):    """    返回在棋盘上下一步该走的玩家。    """    if board == initial_state():        return X    xcounter = 0    ocounter = 0    for row in board:        xcounter += row.count(X)        ocounter += row.count(O)    if xcounter == ocounter:        return X    else:        return Odef actions(board):    """    返回棋盘上所有可能的动作(i, j)。    """    possible_moves = []    for i in range(3):        for j in range(3):            if board[i][j] == EMPTY:                possible_moves.append([i, j])    return possible_movesdef result(board, action):    """    返回在棋盘上执行动作(i, j)后的棋盘状态。    """    boardcopy = copy.deepcopy(board)    try:        if boardcopy[action[0]][action[1]] != EMPTY:            raise IndexError        else:            boardcopy[action[0]][action[1]] = player(boardcopy)            return boardcopy    except IndexError:        print('Spot already occupied')def winner(board):    """    如果有赢家,返回游戏的赢家。    """    columns = []    # 检查行    for row in board:        xcounter = row.count(X)        ocounter = row.count(O)        if xcounter == 3:            return X        if ocounter == 3:            return O    # 检查列    for j in range(len(board)):        column = [row[j] for row in board]        columns.append(column)    for j in columns:        xcounter = j.count(X)        ocounter = j.count(O)        if xcounter == 3:            return X        if ocounter == 3:            return O    # 检查对角线    if board[0][0] == O and board[1][1] == O and board[2][2] == O:        return O    if board[0][0] == X and board[1][1] == X and board[2][2] == X:        return X    if board[0][2] == O and board[1][1] == O and board[2][0] == O:        return O    if board[0][2] == X and board[1][1] == X and board[2][0] == X:        return X    # 无赢家/平局    return Nonedef terminal(board):    """    如果游戏结束,返回True,否则返回False。    """    # 检查棋盘是否已满或是否有赢家    empty_counter = 0    for row in board:        empty_counter += row.count(EMPTY)    if empty_counter == 0:        return True    elif winner(board) is not None:        return True    else:        return Falsedef utility(board):    """    如果X赢了游戏,返回1;如果O赢了,返回-1;否则返回0。    """    if winner(board) == X:        return 1    elif winner(board) == O:        return -1    else:        return 0def minimax(board):    current_player = player(board)    if current_player == X:        v = -math.inf        for action in actions(board):            k = min_value(result(board, action))    #FIXED            if k > v:                v = k                best_move = action    else:        v = math.inf        for action in actions(board):            k = max_value(result(board, action))    #FIXED            if k < v:                v = k                best_move = action    return best_movedef max_value(board):    if terminal(board):        return utility(board)    v = -math.inf    for action in actions(board):        v = max(v, min_value(result(board, action)))    return v    #FIXEDdef min_value(board):    if terminal(board):        return utility(board)    v = math.inf    for action in actions(board):        v = min(v, max_value(result(board, action)))    return v    #FIXED

最后一部分是minimax(board)函数所在的位置,它应该根据当前棋盘状态计算最佳可能的移动,具体取决于AI是玩家’X’还是’O’(可以是两者之一),’X’玩家试图最大化得分,而’O’应该利用utility(board)函数最小化得分,该函数在X获胜时返回1,O获胜时返回-1,平局时返回0。到目前为止,AI的移动并非最优,我可以轻松战胜它,而我本不应该能做到这一点,因为在最佳情况下,我应该只能得到平局,因为AI应该能够计算出那一点的所有可能移动。但我不知道哪里出了问题…


回答:

首先谈谈调试:如果你打印出递归调用中进行的计算,你可以追踪问题的执行情况,并迅速找到答案。

但是,你的问题似乎出现在树的顶部。在你的minimax调用中,如果当前玩家是X,你会对状态的每个子节点调用max_value,然后取这些结果的最大值。然而,这在树的顶部对max函数应用了两次。游戏中的下一个玩家是O,所以你应该为下一个玩家调用min_value函数。

因此,在minimax调用中,如果current_player是X,你应该调用min_value;如果是O,则调用max_value。

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