为人工智能代理连接4游戏

Question

此连接4游戏将用于实现游戏-玩AI.提供了样品播放器。一个接收用户输入，另一个随机播放。现在，它被设置为一个人类玩家与一个随机的游戏代理，但在未来我计划尝试的算法，如Minimax，并让人工智能代理人发挥自己。

一些更多的功能(比如在游戏结束时通知玩家，而不仅仅是打印到stdout)需要为以后的工作添加一些功能，但我只是把它作为一个工作基础来展示。我并不是在寻找功能建议，因为这些建议稍后才会出现。我将添加文档字符串和注释，但就目前而言，应该是直接的。

我正在寻找关于以下方面的技巧:程序正确性、代码结构和最佳实践(无论是否针对Python )。

(Python 3.2.3)

#!/usr/bin/env python

import numpy as np
from copy import copy
from abc import ABCMeta, abstractmethod

class Connect4Game():
    def __init__(self, player1, player2):
        self.player1 = player1
        self.player2 = player2
        self.player_names = {player1 : "Player1", player2 : "Player2"}
        self.board = np.zeros((6, 7), dtype=np.int8)
        self.turn = player1
        self.last_move = ()
        self.winner = None

    def gameover(self):
        if self.last_move == ():
            return False

        rind, cind = self.last_move

        row = self.board[rind, :]
        col = self.board[:, cind]
        diag1 = np.diagonal(self.board, cind - rind)
        diag2 = np.diagonal(np.fliplr(self.board), -(cind + rind - 6))

        for line in [row, col, diag1, diag2]:
            if line.shape[0] < 4:
                continue

            for four in [line[i:i+4] for i in range(len(line)-3)]:
                if sum(four == 1) == 4:
                    self.winner = self.player1
                    return True
                elif sum(four == 2) == 4:
                    self.winner = self.player2
                    return True

        if sum(self.board[0] == 0) == 0:
            return True

        return False

    def move(self, cind):
        free_index = sum(self.board[:, cind] == 0) - 1
        if free_index == -1:
            return False

        if self.turn is self.player1:
            self.board[free_index, cind] = 1
            self.turn = self.player2
        else:
            self.board[free_index, cind] = 2
            self.turn = self.player1

        self.last_move = (free_index, cind)
        return True

    def play(self):
        while not self.gameover():
            print(self.board)
            print(self.player_names[self.turn]+"'s turn.")

            self.move(self.turn.get_move(copy(self.board)))

        print(self.board)

        if self.winner is self.player1:
            print("Winner: player1")
        elif self.winner is self.player2:
            print("Winner: player2")
        else:
            print("Tie")

class BasePlayer(metaclass=ABCMeta):
    @abstractmethod
    def __init__(self, empty, me, opponent):
        pass

    @abstractmethod
    def get_move(self, board):
        pass

class HumanPlayer(BasePlayer):
    def __init__(self, empty, me, opponent):
        pass

    def get_move(self, board):
        col = input("Your move (0-6): ")
        return int(col)

class RandomPlayer(BasePlayer):
    def __init__(self, empty, me, opponent):
        pass

    def get_move(self, board):
        free_columns = np.where(board[0] == 0)[0]
        return np.random.choice(free_columns)

def main():
    player1 = HumanPlayer(0, 1, 2)
    player2 = RandomPlayer(0, 2, 1)

    game = Connect4Game(player1, player2)
    game.play()

if __name__ == "__main__":
    main()

Answer 1

我建议使用稍微长一些的名称(rind应该是row_ind等)，添加注释(当您编写代码时，而不是后面)，并避免使用违反直觉的变量名称，比如four。当您正在编写诸如four == 2之类的语句时，会感到非常困惑。

另外，我会把

self.last_move == () 

使用

not self.last_move

为了防止您的代码切换到使用列表或其他全部内容。

此外，为了简化您的结构，我建议将较长的函数拆分为其他较小的函数，以使您的代码更易于理解和重用。

另外，不要用看似随机数的元组初始化播放器，而是在代码中添加一些常量，以进一步提高可读性。

Answer 2

• 拥有self.player1和self.player2是问题的早期迹象。程序员不能数到二，我们只知道“零”、“一”和“多”。出现不止一次的任何东西都应该打包到一个容器中(考虑将相同的代码适用于两个以上的玩家)。一张单子就行了。
• if/else' clause inmoveseems unnecessary: Having a player list it is just self.board[free\_index, cind] = self.turn.me self.turn = self.player[self.player.next] with noifs whatsoever (in your casenextmeansopponent`).再说一遍，多人游戏和两人游戏没有多大区别。
• 在面向转弯的游戏中，标准的做法是显式地验证移动:提供一个game.get_move(player)方法来反复提示玩家移动，直到提交有效的移动。这也意味着单独的移动验证和移动执行方法。