HaskellでTic Tac Toe(1)
この前http://d.hatena.ne.jp/marony0607/20111113/1321144101、HaskellでTic-Tac-Toe(○×ゲーム)を作ると宣言しました。完成したら公開しようと思っていましたが、なかなか時間が取れずいつになるか分からないので、今の時点でのコードを公開します。
まずコンピュータのアルゴリズムですが、今までの手を全て記憶しておいて勝率が高いところに打っていくんですが、この部分が全然出来ていません。今は単に空いているマスに順番に打っていくだけです。
まず、ゲームに必要な型などを定義します。
-- 順番 data Turn = Me | You deriving(Eq) -- ○×マーク -- 先攻なら×、後攻なら○ data Mark = X | O | NoMark deriving(Eq) instance Show Mark where show X = "X" show O = "O" show _ = " " -- 座標 type Point = (Int, Int) -- ゲーム盤 type Board = [(Point, Mark)] -- ゲーム盤の大きさ -- TODO: 使ってない… board_len :: (Int, Int) board_len = (3, 3) -- ゲームの歴史 -- 1手目 2手目 n手目 -- [[勝つ確率]] - [[勝つ確率]] - -- - [[勝つ確率]] - -- TODO: 左右対称・上下対称 -- TODO: ゲームが終わったら構築する data History = MoveEnd | Move [(Point, Float, History)] deriving(Eq) instance Show History where show MoveEnd = "MoveEnd" show (Move a) = "(" ++ (show "Move ") ++ (show a) ++ ")" history :: History history = MoveEnd -- ゲームパラメータ type Param = (Turn, Board, History)
ちなみに"TODO:"とコメントに書いてある部分は未実装の部分です。
次にゲーム盤を画面に表示します。もっと美しく実装できると思うのですが今はこんな感じで…
-- ゲーム盤を描く -- TODO: 綺麗に短くしたい write_board :: Board -> IO Board write_board b = do putStrLn " -A-B-C-" putStr "1|" putStr $ (show $ get_mark b (1, 1)) ++ "|" putStr $ (show $ get_mark b (2, 1)) ++ "|" putStrLn $ (show $ get_mark b (3, 1)) ++ "|" putStrLn " -------" putStr "2|" putStr $ (show $ get_mark b (1, 2)) ++ "|" putStr $ (show $ get_mark b (2, 2)) ++ "|" putStrLn $ (show $ get_mark b (3, 2)) ++ "|" putStrLn " -------" putStr "3|" putStr $ (show $ get_mark b (1, 3)) ++ "|" putStr $ (show $ get_mark b (2, 3)) ++ "|" putStrLn $ (show $ get_mark b (3, 3)) ++ "|" putStrLn " -------" return b
そして座標から置いてる○か×を取得する関数です。
-- 座標からそこにあるマークを取得 get_mark :: Board -> Point -> Mark -- 座標を探す get_mark b p = case find (\(x, y) -> x == p) b of -- 見つけたらマークを返す Just (p, m) -> m -- なかったらNoMark _ -> NoMark
そしてゲームのキモとなるアルゴリズム。コンピュータの脳みそです。実際は今までのゲーム内容を見て、勝つ確率が高い場所に打つんですが、今は空いているマスに順番に打つだけです。
-- コンピュータが打つ場所決める -- TODO: ちゃんと実装。今は順番に置いてるだけ put_next_mark :: Param -> Board put_next_mark (t, b, h) = -- まだ誰も置いていない座標のリストの先頭に一手追加 case c of (x:xs) -> (x, mark) : b where -- (1, 1)〜(3, 3)のタプルのリストを作成 a = [(x, y) | x <- [1..3], y <- [1..3]] -- Boardの((x, y), m)を(x, y)に変換 b2 = map (\((x, y), z) -> (x, y)) b -- b2とaの差集合(aからb2に含まれる座標を引く)を取得 -- まだ誰も置いていない座標のリストを取得 c = a \\ b2 -- ゲーム盤のコマの数が奇数だったらO、偶数だったらXを置く mark = if odd $ length b then O else X
そしてユーザがう打ち手を入力する関数。今は既に置いてある場所や、存在しない場所にも打ててしまいます。
-- ユーザが打つ場所入力する -- TODO: エラーチェック input_next_mark :: Param -> IO Board input_next_mark (t, b, h) = do -- ユーザからの入力 putStrLn "input?[A1-C3]:" str <- getLine -- 入力が正しければ先頭に一手追加 case str of (x:y:[]) -> return $ (convert x y, mark) : b _ -> input_next_mark (t, b, h) where -- ゲーム盤のコマの数が奇数だったらO、偶数だったらXを置く mark = if odd $ length b then O else X -- 入力を座標に変換 convert x y = (ord (toUpper x) - ord 'A' + 1, read [y] :: Int)
そして、盤面から勝敗を判断する関数です。引き分けを判断するのを忘れてたので今は引き分けだとゲームが終わりません…
-- 勝敗が決まったか？ -- TODO: 綺麗に短くしたい is_win :: Board -> Bool is_win b = -- 縦横斜めに同じマークが3つ揃っていたら勝ち if length (intersect b [((x, 1), mark) | x <- [1..3]]) == 3 || length (intersect b [((x, 2), mark) | x <- [1..3]]) == 3 || length (intersect b [((x, 3), mark) | x <- [1..3]]) == 3 || length (intersect b [((1, x), mark) | x <- [1..3]]) == 3 || length (intersect b [((2, x), mark) | x <- [1..3]]) == 3 || length (intersect b [((3, x), mark) | x <- [1..3]]) == 3 || length (intersect b [((x, x), mark) | x <- [1..3]]) == 3 || length (intersect b [((x, 4 - x), mark) | x <- [1..3]]) == 3 then True else False where -- ゲーム盤のコマの数が奇数だったらX、偶数だったらOを調査 mark = if odd $ length b then X else O
最後にmain関数と、コンピュータが番の時の関数とユーザが番の時の関数です。先攻・後攻はランダムで決めたいんですが、今はコンピュータが先手で固定です。
-- プログラム開始 main :: IO () main = gameStart (Me, [], h) where -- ゲームの歴史の初期化 h = MoveEnd -- ゲーム開始 gameStart :: Param -> IO () gameStart (_, _, h) = do -- ゲーム開始 putStrLn "game start !!" -- 先手・後手を決める -- TODO: 先手・後手を決める t <- return Me -- 開始 write_board b print $ show h (t2, b2, h2) <- game (t, b, h) case is_win b2 of True -> if t2 == Me then print "i'm winner" else print "you're winner" -- TODO: 歴史に今回のゲームを追加 h3 <- return h2 gameStart (t2, b2, h3) where -- ゲーム盤の初期化 b = [] -- 一手打つ game :: Param -> IO (Param) -- コンピュータの番 game (Me, b, h) = do b3 <- write_board b2 print $ show h if is_win b3 then return (Me, b3, h) else game (You, b3, h) where b2 = put_next_mark (Me, b, h) -- ユーザの番 game (You, b, h) = do b2 <- input_next_mark (You, b, h) print $ show h b3 <- write_board b2 if is_win b3 then return (You, b3, h) else game (Me, b3, h)
と、こんな感じでまだ全然出来てません。
実行するとこんな画面になります。
-A-B-C-
1|X|X| |
-------
2|X|O| |
-------
3|O| | |
-------
input?[A1-C3]:
特に今まで決着が付いたゲームの流れを全て記憶しておきたいのですが、そのデータ型もデータを作っていく方法も分かってません。一応Historyという型を定義してみたのですが、どうやって値を入れていって良いのかが分かりません。Historyは過去に打った座標と勝敗までの勝率の平均を9^9個のデータで持とうとしています。
識者の方の頭をお借りしたく…
