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基于python的棋类教学系统设计实现

更新时间：2019-12-24 10:07:47 大小：3M 上传用户：songhuahua查看TA发布的资源 标签：python 下载积分：1分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

本文主要研究和讨论了国际象棋比赛的发展趋势, UCT算法的特点以及tkinter的设计和实现。从而详细介绍在基于Python的五子棋教学系统的设计与实现过程中,所依赖的开发环境和语言、系统需求、设计思路和相关算法支持等等,最终实现了实现人机游戏的单机五子棋教学系统。


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Science & Technology Vision  
科技视界  
基于 python 的棋类教学系统设计实现  
宋 向 飞  
米 思 琦  
湖 南 师 范 大 学 湖 南 长 沙  
，
（
）
410006  
摘
要
本 文 主 要 研 究 和 讨 论 了 国 际 象 棋 比 赛 的 发 展 趋 势  
算 法 的 特 点 以 及  
的 设 计 和 实 现  
。
tkinter  
【
】
，
UCT  
的 五 子 棋 教 学 系 统 的 设 计 与 实 现 过 程 中 所 依 赖 的 开 发 环 境 和 语 言 系 统 需 求 设  
、
从 而 详 细 介 绍 在 基 于  
，
、
Python  
计 思 路 和 相 关 算 法 支 持 等 等 最 终 实 现 了 实 现 人 机 游 戏 的 单 机 五 子 棋 教 学 系 统  
，
。
关 键 词 五 子 棋  
】
【
；
； ；  
UꢀT Python Tkinter  
中 图 分 类 号  
文 献 标 识 码  
文 章 编 号  
：
：
：
（ ꢀ  
2095 - 2457 2018 30-0194-003  
TP311. 1- 4; G642  
A
：
DOI 10. 19694/ j . cnki . issn2095 - 2457 . 2018 . 30. 085  
Design and implementation of Chess Teꢀching System Bꢀsed on Python  
ꢁONG Xiꢀng - fei MI Si - qi  
( Hunꢀn Normꢀl University , Hunꢀn ꢂhꢀngshꢀ 410006 ꢃ ꢂhinꢀ )  
【
】 ， ，  
Abstrꢀct In this paper the development trend of chess games the characteristics of UCT algorithm and the  
，
design and implementation of Tkinter are deeply studied and discussed and then the development environment  
，
， ，  
language system requirements design ideas and correlations that I relyon in the design and implementation of the  
，
Gobang teaching system based on Python are introduced in detail . Algorithm support and so on and ultimately achieve  
the human - machine chess single player Gobang teaching system .  
【
】
Key words Gobang ; UCT ; Python ; Tkinter  
登 录 界 面 提 供 账 号 密 码 的 输 入 框 忘 记 密 码  
， ，  
（
）
2
人 工 智 能 的 概 念  
1
的 按 钮 以 及 注 册 界 面 的 入 口  
；
中 指 出 机 器 学 习 就 是 指 计 算  
， “  
《
》
Machine Learning  
注 册 界 面 提 供 注 册 信 息 账 号 密 码 的 输 入  
， （ 、 ）  
（
）
3
机 利 用 经 验 自 动 改 善 系 统 自 身 性 能 的 行 为  
人 工 智  
” 。  
能 的 研 究 和 实 现 是 逻 辑 科 学 和 思 维 科 学 的 应 用 的 结  
是 一 个 被 广 泛 应 用 和 深 入 研 究 的 分 支 从 思 维 的  
框
；
系 统 主 界 面 左 侧 放 置  
，
大 小 的 棋 盘 以 棕 色  
，
15 × 15  
合
，
。
为 底 色 右 侧 设 置 菜 单 栏 包 括 开 始 重 置 悔 棋 保 存  
， ， 、 、 、  
角 度 来 看 人 工 智 能 是 逻 辑 思 维 与 灵 感 思 维 相 互 作 用  
，
查 看 棋 谱 玩 家 先 后 手 选 择 电 脑 算 法 选 择  
、 、 。  
\
的 综 合 设 计 结 果  
。
五 子 棋 教 学 系 统 的 主 要 功 能 模 块  
2 . 2  
如 上 图 所 示  
1
。
系 统 分 析  
2
五 子 棋 围 棋 教 学 系 统 对 用 户 体 验 有 影 响 主 要 集  
，
2 . 1  
算 法 分 析  
3
中 在 以 下 几 个 方 面  
：
算 法  
3 . 1 UCT  
算 法  
（
） ，  
UCT  
Upper Confidence Bound Apply to Tree  
上 限 置 信 区 间 算 法  
算 法 是 一 种 特 殊 的 蒙 特 卡 罗  
，
UCT  
搜 索 算 法 它 有 三 个 部 分 树 选 择 策 略 默 认 模 拟 策 略  
， ： ，  
和 模 拟 结 果  
。
树 内 选 择 策 略  
）
（
1
如 图 所 示 在 传 统 的 搜 索 树 技 术 中 当 搜 索 深 度 参  
， ，  
数 为 且 搜 索 深 度 达 到  
d
时
d
评 估 值 通 过 评 估 函 数 获  
，
得
并 且 搜 索 算 法 基 于 所 有 评 估 值 找 到 具 有 最 大 值 的  
，
分 支  
在 搜 索 深 度 相 同 的 情 况 下 获 得 评 估 值 的 模 式  
。
[ 1 ]  
设 置 搜 索 深 度 度 数 为  
中
分 支 系 数 为  
搜 索 树  
，
b
，
，
d
中 叶 子 节 点 的 数 量 为  
关 系 式 由 式  
表 示  
） 。  
1
，
（
N
d
（
）
1
N = b  
与 传 统 的 搜 索 算 法 相 比  
算 法 在 不 同 搜 索 分  
，
UCT  
支 中 的 不 同 搜 索 深 度 上 存 在 最 大 差 异  
。
图
系 统 主 要 功 能 模 块  
算 法 在 不 同 的 深 度 获 取 评 估 值  
根 据 算 法 具  
。
1
UCT  
体 设 计 逻 辑 在 执 行 过 程 中 先 评 估 分 支 的 希 望  
， ， “  
值
，
”
友 好 便 捷 的 人 机 交 互 系 统  
）
（
1
值 越 高 然 后  
，
算 法 的 搜 索 深 度 越 深 远 大 于  
（
） ，  
d
UCT  
作 者 简 介 宋向飞  
：
男 湖南怀化人 本科 就读于湖南师范大学工程与设计学院  
， ， ， 。  
（
—），  
1996  
科技视界  
194  
Science & Technology Vision  
Science & Technology Vision  
科技视界  
[ 2 ]  
结 果 能 较 大 限 度 的 拟 合 最 优 解  
的 可 能 性 越 大  
。
相 反 值 越 低 丢 弃 所 有 内 部 节 点  
， ， ꢀ  
；
其 公 式 见 式  
（
） ꢀ  
（
、 （ ） ：  
3 ) 4  
internal nodes  
Ti = ∑ iTi  
∑ v T  
（
（
）
）
3
4
i
i
i
v =  
主 算 法 设 计  
由 绪 论 部 分 分 析 可 知 传 统 五 子 棋 算 法 过 于 僵 硬  
T
3 . ꢀ  
，
、
套 路 死 板 计 算 机 端 下 棋 套 路 固 定 无 法 根 据 棋 盘 局  
， ，  
势 对 下 棋 策 略 做 出 优 化  
算 法 用 于  
使 其 发 光  
，
Go  
，
UCT  
因 此 本 设 计 采 用  
算 法 作 为 五 子 棋 的 主 要 算 法  
在
ꢀ
UCT  
不 同 的 棋 局 下 使 用 算 法 将 棋 盘 上 的 空 子 进 行 大 量 的  
，
[ 4 ]  
模 拟 再 由 评 估 函 数 评 估 出 胜 率 最 高 的 若 干 落 子 点  
，
，
保 存 作 为 备 选 项  
ꢀ
人 工 智 能 的 主 要 过 程 如 图 所 示  
4
：
图
剪 枝  
α - β  
2
从 根 节 点 开 始 进 行 搜 索 并 由 其 算 法 得 到 评 估 值  
，
您 可 以 知 道 叶 节 点 的 到 达 在 每 个 非 叶 节 点  
子
，
n
ni ∈  
并 且 评 估  
，
的 过 程 中 树 选 择 策 略 计 算 评 估 值  
，
ri  
（
）
ch  
n
值 可 以 用 作 选 择 标 准 并 且 选 择 子 节 点 以 进 行 下 一 选  
，
择
的 计 算 公 式 见 式  
（
ꢀ
ꢀ
） ：  
ri  
ꢀln ( ∑ iTi )  
Ti  
（
）
ri = vi + c ×  
ꢀ
■
图
算 法 实 现 结 果  
3
UCT  
图
人 工 智 能 下 棋 流 程 图  
4
缺 省 仿 真 策 略  
）
（
ꢀ
在 上 图  
中 是 否 存 在 可 连 五 落 子 点 指 的 是 己 方  
， ，  
4
当 搜 索 进 行 到 叶 节 点 时  
算 法 执 行 扩 展 操 作  
，
UCT  
或 对 手 方 在 下 一 步 棋 可 完 成 连 五 局 势 即 必 胜  
，
ꢀ
扩 展  
使 用 此 节 点 作 为 根 节 点 可 以 找 到 所 有 允 许  
，
（
） ：  
算 法 实 现 设 当 前 棋 盘 棋 局 状 态  
落 子 位 置 和  
（
UCT  
的 和 合 法 的 子 节 点 并 将 这 些 子 节 点 作 为 新 叶 节 点 添  
，
对 应 棋 手  
为
根 据 棋 局 状 态  
以 及 相 关 规 则 确 定  
，
A
）
，
A
加 到 当 前 搜 索 树  
对 其  
值 和  
值 进 行 正 确 的 初 始  
T
ꢀ
V
备 选 落 子 点 并 将 这 些 落 子 点 组 成 列 表  
，
假 设 列 表  
B
ꢀ
B
化
应 当 注 意  
算 法 使 用 默 认 模 拟 策 略 进 行 搜 索 直  
ꢀ
，
UCT  
中 的 每 个 点 都 是 下 一 步 并 以 此 继 续 模 拟 下 去 直 到 一  
，
到 结 束 并 且 不 使 用 其 他 评 估 函 数 来 获 得 新 叶 节 点 的  
，
方 获 胜 为 止 在 进 行 模 拟 时 由 树 内 选 择 策 略 获 取 期  
ꢀ ， “  
评 估 值  
ꢀ
望
这 一 期 望 应 用 于 搜 索 深 度  
“ ”  
的 确 定 是 指 当 算  
，
d
” ，  
此 时 棋 盘 中 棋 子 状 态 明 确 有 严 格 对 应 的 位 置 坐  
， ，  
法 模 拟 棋 子 次 数 达 到  
时
算 法 从 评 价 函 数 中 得  
，
d
UCT  
标
次 序 和 对 应 棋 手 可 以 容 易 算 出 获 胜 方 当 叶 子 节  
， ꢀ  
、
到 相 应 的 权 重 值 由 不 同 的 搜 索 深 度  
，
并 且 在 不 同  
，
U
d
点 的 评 估 值 为  
时
黑 色 获 胜 而 当 它 为  
，
时 白 色 获  
，
0
，
1
的 深 度 获 取 评 估 值  
期 望 越 高 搜 索 深 度 越 大 求 解  
” ， ，  
， “  
[ 3 ]  
胜
ꢀ
结 果 更 加 符 合 最 优 解 根 据 评 价 函 数 统 计 每 个 点 的 胜  
ꢀ
仿 真 结 果 回 传  
）
（
3
[ 5 ]  
率
选 取 胜 率 最 高 的 那 个 点 作 为 落 子 点  
，
ꢀ
通 过 仿 真 算 法 所 有 叶 节 点 得 到 相 应 的  
，
和
值
，
T
V
模 拟 国 际 象 棋 和 执 行 统 计 赢 率 的 流 程 图 如 图  
所
5
算 法 通 过 结 果 返 回 将  
和
值 更 新 到 路 径 上 的  
T
UCT  
V
示
点 的 最 终 总 比 赛 达 到 场 比 赛 胜 利  
，
4
胜 胜 率  
，
ꢀ
A
6
科技视界  
Science & Technology Vision  
195  

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