Проблема с рекурсией при реализации минимаксного алгоритма - PullRequest
2 голосов
/ 20 апреля 2020

Я пытаюсь реализовать минимаксный алгоритм для создания бота, который играет ti c -ta c -тое против игрока. Функции gui находятся в другом файле и работают нормально. Всякий раз, когда наступает очередь бота сделать ход, файл gui вызывает файл с кодом, указанным ниже. Я включил то, что каждая функция делает с комментарием, и я полагаю, что все функции, кроме minimax (), работают. Всякий раз, когда я запускаю скрипт, эта ошибка отображается: «RecursionError: максимальная глубина рекурсии превышена в сравнении»

Если что-то не понятно, прокомментируйте, я сделаю все возможное, чтобы упростить это. Спасибо за вашу помощь

X = "X"
O = "O"
EMPTY = None


def initial_state():
    """
    Returns starting state of the board.
    """
    return [[EMPTY, EMPTY, EMPTY],
            [EMPTY, EMPTY, EMPTY],
            [EMPTY, EMPTY, EMPTY]]


def player(board):
    """
    Returns player who has the next turn on a board.
    """
    o_counter = 0
    x_counter = 0
    for i in board:
        for j in i:
            if j == 'X':
                x_counter += 1
            elif j == 'O':
                o_counter += 1
    if x_counter == 0 and o_counter == 0:
        return 'O'
    elif x_counter > o_counter:
        return 'O'
    elif o_counter > x_counter:
        return 'X'



def actions(board):
    """
    Returns set of all possible actions (i, j) available on the board.
    """
    action = []
    for i in range(3):
        for j in range(3):
            if board[i][j] is None:
                action.append([i, j])
    return action


def result(board, action):
    """
    Returns the board that results from making move (i, j) on the board.
    """
    p = player(board)
    i, j = action
    board[i][j] = p
    return board


def winner(board):
    """
    Returns the winner of the game, if there is one.
    """
    if board[0][0] == board[1][1] == board[2][2]:
        return board[0][0]
    elif board[0][2] == board[1][1] == board[2][0]:
        return board[0][2]
    else:
        for i in range(3):
            if board[i][0] == board[i][1] == board[i][2]:
                return board[i][0]
            elif board[0][i] == board[1][i] == board[2][i]:
                return board[0][i]

def terminal(board):
    """
    Returns True if game is over, False otherwise.
    """
    if winner(board) == 'X' or winner(board) == 'O' :
        return True
    else:
        return False


def utility(board):
    """
    Returns 1 if X has won the game, -1 if O has won, 0 otherwise.
    """
    if winner(board) == 'X':
        return 1
    elif winner(board) == 'O':
        return -1
    else:
        return 0


def minimax(board):
    """
    Returns the optimal action for the current player on the board.
    """
    return_action = [0, 0]
    available_actions = actions(board)
    score = 0
    temp_board = board
    for action in range(len(available_actions)):
        temp_score = 0
        i, j = available_actions[action]
        temp_board[i][j] = player(temp_board)
        if winner(temp_board) == 'X' or winner(temp_board) == 'O':
            temp_score += utility(temp_board)
        else:
            minimax(temp_board)
        if temp_score > score:
            score = temp_score
            return_action = action

    return available_actions[return_action]

1 Ответ

2 голосов
/ 20 апреля 2020

Давайте рассмотрим сам минимаксный алгоритм, так как остальное кажется нормальным:

def minimax(board):
    """
    Returns the optimal action for the current player on the board.
    """
    return_action = [0, 0]
    available_actions = actions(board)
    score = 0
    temp_board = board
    for action in range(len(available_actions)):
        temp_score = 0
        i, j = available_actions[action]
        temp_board[i][j] = player(temp_board)
        if winner(temp_board) == 'X' or winner(temp_board) == 'O':
            temp_score += utility(temp_board)
        else:
            minimax(temp_board)
        if temp_score > score:
            score = temp_score
            return_action = action

    return available_actions[return_action]

Здесь есть несколько проблем.

  • temp_board = board делает не сделать копию; он просто создает новое локальное имя для той же доски. В результате пробные ходы не «стираются» при возвращении из рекурсии.

  • Возможно, что available_actions не существует (помните, что розыгрышные игры возможны!) , Это будет означать, что for l oop не запускается, и последний return попытается проиндексировать в available_actions - пустой список - с недопустимым значением (здесь все будет недопустимым, но начальная установка из [0, 0] особенно не имеет смысла, так как это не целое число).

  • Нет ничего, что могло бы заставить минимаксный алгоритм чередовать min и max , Выполняется сравнение if temp_score > score:, независимо от того, какой ход игрока рассматривается. Это максимум, и он не дает вам полезной стратегии.

  • Самое главное: ваш рекурсивный вызов не предоставляет никакой информации вызывающей стороне . Когда вы рекурсивно звоните minimax(temp_board), вы хотели бы знать, каков счет на этой доске. Таким образом, ваша общая функция должна возвращать счет, а также предложенный ход, и когда вы делаете рекурсивный вызов, вы должны учитывать эту информацию. (Вы можете игнорировать предложенный ход на временной доске, поскольку он просто говорит вам, что алгоритм ожидает от игрока ответа; но вам нужен счет, чтобы вы могли определить, является ли этот ход выигрышным.)

Мы также можем убрать много вещей:

  • Нет веских причин для инициализации temp_score = 0, так как мы получим ответ либо из рекурсия или из замечений, что игра окончена. temp_score += utility(temp_board) также не имеет смысла; мы не суммируем значения, а просто используем одно.

  • Мы можем очистить функцию utility, чтобы учесть возможность розыгрыша игр, а также сгенерировать кандидата движется. Это дает нам аккуратный способ инкапсулировать логи c «если игра выиграна, не рассматривайте какие-либо ходы на доске, даже если есть пустые места».

  • Вместо цикла с for l oop и выполнения сравнения мы можем использовать встроенные функции min и max для последовательности рекурсивных результатов, которые мы можем получить с помощью генератора выражение (изящная Python идиома, которую вы увидите во многих более сложных кодах). Это также дает нам отличный способ обеспечить чередование минимального и максимального этапов алгоритма: мы просто передаем соответствующую функцию следующему уровню рекурсии.


Вот моя не проверенная попытка:

def score_and_candidates(board):
    # your 'utility', extended to include candidates.
    if winner(board) == 'X':
        return 1, ()
    if winner(board) == 'O':
        return -1, ()
    # If the game is a draw, there will be no actions, and a score of 0
    # is appropriate. Otherwise, the minimax algorithm will have to refine
    # this result.
    return 0, actions(board)

def with_move(board, player, move):
    # Make a deep copy of the board, but with the indicated move made.
    result = [row.copy() for row in board]
    result[move[0]][move[1]] = player
    return result

def try_move(board, player, move):
    next_player = 'X' if player == 'O' else 'O'
    next_board = with_move(board, player, move)
    next_score, next_move = minimax(next_board, next_player)
    # We ignore the move suggested in the recursive call, and "tag" the
    # score from the recursion with the current move. That way, the `min`
    # and `max` functions will sort the tuples by score first, and the
    # chosen tuple will have the `move` that lead to the best line of play.
    return next_score, move

def minimax(board, player):
    score, candidates = score_and_candidates(board)
    if not candidates:
        # The game is over at this node of the search
        # We report the status, and suggest no move.
        return score, None
    # Otherwise, we need to recurse.
    # Since the logic is a bit tricky, I made a separate function to
    # set up the recursive calls, and then we can use either `min` or `max`
    # to combine the results.
    min_or_max = min if player == 'O' else max
    return min_or_max(
        try_move(board, player, move)
        for move in candidates
    )
...