Лабораторная работа №2 Искусственный интеллект игры «Крестики-Нолики»

Исходный код игры «Крестики-Нолики».

Настоятельно рекомендуется набирать программу самостоятельно. Это и практика и понимать программу лучше. Впрочем, вы всегда можете скачать образец программы на странице «Загрузки«.
Итак, откройте новое окно текстового редактора Python Shell, наберите приведенный ниже код и сохраните в файле с названием ‘TicTacToe.py’ Впрочем, файл можете назвать как захотите. Но если вы потом решите конвертировать программу в *.exe — формат, то могут возникнуть проблемы с символами кириллицы в названии.
1. #Крестики-Нолики
2.
3. import random
4.
5. def drawBoard(board):
6. #Эта функция рисует игровую доску с выполненными ходами
7.
8. #"Доска" является списком из 10 строк которые рисуют доску в
символьной графике
9. print(' | |')
10. print(' ' + board[7] + ' | ' + board[8] + ' | ' + board[9])
11. print(' | |')
12. print('---+---+---')
13. print(' | |')
14. print(' ' + board[4] + ' | ' + board[5] + ' | ' + board[6])
15. print(' | |')
16. print('---+---+---')
17. print(' | |')
18. print(' ' + board[1] + ' | ' + board[2] + ' | ' + board[3])
19. print(' | |')
20.
21. def inputPlayerLetter():
22. #Позволяет игроку выбрать символ, которым он хочет играть
23. #Возвращает список с буквой игрока в качестве первого элемента и
буквой компьютера в качестве второго элемента
24. letter = ''
25. while not (letter == 'Х' or letter == 'О'):
26. print('Каким знаком вы будете играть? (Х или О)')
27. letter = input().upper()
28.
29. #Первым элементом возвращаемого списка всегда должен быть знак игрока.
30. if letter == 'Х':
31. return ['Х', 'О']
32. else:
33. return ['О', 'Х']
34.
35. def whoGoesFirst():
36. #Случайно определяется, кто будет ходить первым
37. if random.randint(0, 1) == 0:
38. return 'компьютер'
39. else:
40. return 'игрок'
41.
42. def playAgain():
43. #Эта функция возвращает True, если игрок хочет сыграть еще раз.
Иначе False.
44. print('Вы хотите сыграть еще раз? (да или нет)')
45. return input().lower().startswith('д')
46.
47. def makeMove(board, letter, move):
48. board[move] = letter
49.
50. def isWinner(bo, le):
51. #Функция учитывает позицию на доске и текщий ход игрока. Возвращает
True, если игрок выиграл
52. #Мы используем bo вместо доски и le вместо полных имен переменных
53. return ((bo[7] == le and bo[8] == le and bo[9] == le) or #Верхняя линия
54. (bo[4] == le and bo[5] == le and bo[6] == le) or #Средняя линия
55. (bo[1] == le and bo[2] == le and bo[3] == le) or #Нижняя линия
56. (bo[7] == le and bo[4] == le and bo[1] == le) or #Левая вертикальная линия
57. (bo[8] == le and bo[5] == le and bo[2] == le) or #Центральная вертикаль
58. (bo[9] == le and bo[6] == le and bo[3] == le) or #Верхняя линия
59. (bo[7] == le and bo[5] == le and bo[3] == le) or #Диагональ
60. (bo[9] == le and bo[5] == le and bo[1] == le)) #Диагональ
61.
62. def getBoardCopy(board):
63. #Сделаем копию игровой доски и вернем её
64. dupeBoard = []
65.
66. for i in board:
65. dupeBoard.append(i)
67.
68. return dupeBoard
69.
70. def isSpaceFree(board, move):
71. #Возвращает True если ход возможен
72. return board[move] == ' '
73.
74. def getPlayerMove(board):
75. #Позволяет игроку выполнить ход
76. move = ''
77. while move not in '1 2 3 4 5 6 7 8 9'.split() or not
isSpaceFree(board, int(move)):
78. print('Ваш ход (1-9):')
79. move = input()
80. return int(move)
81.
82. def chooseRandomMoveFromList(board, movesList):
83. #Возвращает случайный ход из полученного списка возможных ходов
84. #Возвращает None если ходов нет
85. possibleMoves = []
86. for i in movesList:
87. if isSpaceFree(board, i):
88. possibleMoves.append(i)
89.
90. if len(possibleMoves) != 0:
91. return random.choice(possibleMoves)
92. else:
93. return None
94.
95. def getComputerMove(board, computerLetter):
96. #Получает копию содержимого доски и букву, которой ходит компьютер.
Исходя из этого определяет куда двигаться и возвращает ход
97. if computerLetter == 'Х':
98. playerLetter = 'О'
99. else:
100. playerLetter = 'Х'
101.
102. #Здесь начинается алгоритм ИИ "Крестики-Нолики"
103. #Первым шагом будет определение возможности победы на следующем ходу
104. for i in range(1, 10):
105. copy = getBoardCopy(board)
106. if isSpaceFree(copy, i):
107. makeMove(copy, computerLetter, i)
108. if isWinner(copy, computerLetter):
109. return i
110
111. #Проверяем, может ли игрок выиграть на следющем ходу, чтобы
заблокировать его
112. for i in range(1, 10):
113. copy = getBoardCopy(board)
114. if isSpaceFree(copy, i):
115. makeMove(copy, playerLetter, i)
116. if isWinner(copy, playerLetter):
117. return i
118.
119. #Попытаемся занять один из углов, если они свободны
119. move = chooseRandomMoveFromList(board, [1, 3, 7, 9])
120. if move != None:
121. return move
122.
123. #Занимаем центр, если он свободен
124. if isSpaceFree(board, 5):
125. return 5
126.
127. #Занимаем одну из боковых клеток
128. return chooseRandomMoveFromList(board, [2, 4, 6, 8])
129.
130. def isBoardFull(board):
131. #Возвращаем True, если все клетки на доске были заняты. Иначе
возвращаем False
132. for i in range(1, 10):
133. if isSpaceFree(board, i):
134. return False
135. return True
136
137.
138. print ('Давай сыграем в "Крестики-Нолики"!')
139
140. while True:
141. #Сбрасываем состояние игровой доски
142. theBoard = [' ']*10
143. playerLetter, computerLetter = inputPlayerLetter()
144. turn = whoGoesFirst()
145. print ('Первым будет ходить '+turn +'\n')
146. gameIsPlaying = True
147.
148. while gameIsPlaying:
149. if turn == 'игрок':
150. #Ход игрока
151. drawBoard(theBoard)
152. move = getPlayerMove(theBoard)
153. makeMove(theBoard, playerLetter, move)
154.
155. if isWinner(theBoard, playerLetter):
156. drawBoard(theBoard)
157. print ('Поздравляю!!! Вы победили в игре!')
158. gameIsPlaying = False
159. else:
160. if isBoardFull(theBoard):
161. drawBoard(theBoard)
162. print('Ничья. В следующий раз играй лучше')
163. break
164. else:
165. turn = 'компьютер'
166.
167. else:
168. #Ход компьютера
169. move = getComputerMove(theBoard, computerLetter)
170. makeMove(theBoard, computerLetter, move)
171. if isWinner(theBoard, computerLetter):
172. drawBoard(theBoard)
173. print('Компьютер победил! Вы поиграли...')
174. gameIsPlaying = False
175. else:
176. if isBoardFull(theBoard):
177. drawBoard(theBoard)
178. print('Ничья. В следующий раз играй лучше')
179. break
180. else:
181. turn = 'игрок'
182.
183. if not playAgain():
185 break
Одиночный запуск программы «Крестики-нолики».

Рис.5. Одиночный запуск программы «Крестики-Нолики» в консоли Windows 7.