定跡部として面白い処理が書いてあるので解説しておきます。
Stockfishの定跡選択は、その局面での定跡の指し手の出現頻度に比例した確率でランダムに指し手を選択するというものです。
将棋で言うと初手で26が20回、76歩が30回、プロの棋譜に出現していたとしたら、初手での指し手は、26歩が40%の確率、76歩が60%の確率になるように選択します。
これをあなたならどういう風に実装しますか?
Stockfishでは、いわゆるストリームアルゴリズムを用いてエレガントに実装してあります。詳しいことは、本記事の以下に貼り付けてあるソースコードの該当部分のコメントをご覧ください。
[amazonjs asin=”4320121716″ locale=”JP” tmpl=”Small” title=”オンラインアルゴリズムとストリームアルゴリズム (アルゴリズム・サイエンスシリーズ―数理技法編)”]
※ 上記の本には、もっと高度なオンラインアルゴリズムとストリームアルゴリズムがいろいろ紹介されています。興味のある方は是非どうぞ。
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/* Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1 Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author) Copyright (C) 2008-2013 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify it under the terms of the GNU General Public License as published by the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or (at your option) any later version. Stockfish is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU General Public License for more details. You should have received a copy of the GNU General Public License along with this program. If not, see */ #ifndef BOOK_H_INCLUDED #define BOOK_H_INCLUDED #include #include #include "position.h" #include "rkiss.h" // 定跡ファイルのwrapper // std::ifstreamから派生させてある。 class PolyglotBook : private std::ifstream { public: // コンストラクタでは乱数のランダマイズをしている。 PolyglotBook(); // デストラクタではファイルを開いていたなら閉じる ~PolyglotBook(); // 与えられた局面が定跡ファイルに存在しているかを調べる // probe()は、与えられた局面に対する定跡の指し手を探そうとする。もし指し手が // 見つからなければMOVE_NONEが返る。 // もし、piceBestがtrueであれば、つねに一番高いrateづけされた指し手が返り、 // さもなくば指し手のスコアに基づき、ランダムに1つ選ぶ。 Move probe(const Position& pos, const std::string& fName, bool pickBest); private: // operator>>()は、ファイルのバイナリー状のバイトストリームからsizeof(T)文字分読み込み、 // それらをT型の1つの数として変換する。Polyglot定跡はビッグエンディアン形式で // それらの数を格納する。 // ※ Tはint64_tとかint32_tだと考えよ。 template // open()は既存のファイルを閉じたあと与えられた名前の定跡ファイルを開こうと試みる。 // ファイルがオープンできたのならばtrueが返る。 bool open(const std::string& fName); // find_first()は入力としてbook keyを取り、与えられたkeyに対して定跡ファイルを // バイナリサーチする。 入力として同じkeyであるleftmost book entryのindexを返す。 // ※ keyが同じ値のエントリーが複数あれば、その最初に対するindexが返るの意味。 size_t find_first(Key key); // 擬似乱数生成器 RKISS rkiss; // open()でオープンした定跡ファイルのファイル名。オープンに失敗していれば""に設定される。 std::string fileName; }; #endif // #ifndef BOOK_H_INCLUDED |
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/* Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1 Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author) Copyright (C) 2008-2013 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify it under the terms of the GNU General Public License as published by the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or (at your option) any later version. Stockfish is distributed in the hope that it will be useful, but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. See the GNU General Public License for more details. You should have received a copy of the GNU General Public License along with this program. If not, see */ /* The code in this file is based on the opening book code in PolyGlot by Fabien Letouzey. PolyGlot is available under the GNU General Public License, and can be downloaded from http://wbec-ridderkerk.nl */ #include #include #include #include "book.h" #include "misc.h" #include "movegen.h" using namespace std; namespace { // A Polyglot book is a series of "entries" of 16 bytes. All integers are // stored in big-endian format, with highest byte first (regardless of size). // The entries are ordered according to the key in ascending order. // Polyglot定跡は16バイトの"エントリー"の連続である。すべての整数は // ビッグエンディアン形式(サイズに依らず上位バイトが先にくる)で格納される。 // それぞれのエントリーはkeyに関して昇順で並んでいる。 struct Entry { uint64_t key; // 局面のhash key 8バイト uint16_t move; // 指し手 4バイト uint16_t count; // 出現回数(?) 4バイト uint32_t learn; // 学習(?) 4バイト }; // Random numbers from PolyGlot, used to compute book hash keys // PolyGlotからの乱数で、定跡のhash keyの計算に使われる。 // ※ 普通のZobrist Hash const union { Key PolyGlotRandoms[781]; struct { // --- 局面のhash keyを求めるときに使う乱数テーブル // 盤上の駒に対するhash key // PolyGlot駒は : BP = 0, WP = 1 , BN = 2 , ... BK = 10 , WK = 11 // ※ BP = BLACK PAWN , WP = WHITE PAWN , BK = BLACK KING , WK = WHITE KINGの意味。 Key psq[12][64]; // [piece][square] // キャスリング権 Key castle[4]; // [castle right] // アンパサン Key enpassant[8]; // [file] // 手番が先手であればさらにこのKeyでxorをとる。 Key turn; } Zobrist; } PG = {{ 0x9D39247E33776D41ULL, 0x2AF7398005AAA5C7ULL, 0x44DB015024623547ULL, 0x9C15F73E62A76AE2ULL, 0x75834465489C0C89ULL, 0x3290AC3A203001BFULL, 0x0FBBAD1F61042279ULL, 0xE83A908FF2FB60CAULL, 0x0D7E765D58755C10ULL, 0x1A083822CEAFE02DULL, 0x9605D5F0E25EC3B0ULL, 0xD021FF5CD13A2ED5ULL, 0x40BDF15D4A672E32ULL, 0x011355146FD56395ULL, 0x5DB4832046F3D9E5ULL, 0x239F8B2D7FF719CCULL, 0x05D1A1AE85B49AA1ULL, 0x679F848F6E8FC971ULL, 0x7449BBFF801FED0BULL, 0x7D11CDB1C3B7ADF0ULL, 0x82C7709E781EB7CCULL, 0xF3218F1C9510786CULL, 0x331478F3AF51BBE6ULL, 0x4BB38DE5E7219443ULL, 0xAA649C6EBCFD50FCULL, 0x8DBD98A352AFD40BULL, 0x87D2074B81D79217ULL, 0x19F3C751D3E92AE1ULL, 0xB4AB30F062B19ABFULL, 0x7B0500AC42047AC4ULL, 0xC9452CA81A09D85DULL, 0x24AA6C514DA27500ULL, 0x4C9F34427501B447ULL, 0x14A68FD73C910841ULL, 0xA71B9B83461CBD93ULL, 0x03488B95B0F1850FULL, 0x637B2B34FF93C040ULL, 0x09D1BC9A3DD90A94ULL, 0x3575668334A1DD3BULL, 0x735E2B97A4C45A23ULL, 0x18727070F1BD400BULL, 0x1FCBACD259BF02E7ULL, 0xD310A7C2CE9B6555ULL, 0xBF983FE0FE5D8244ULL, 0x9F74D14F7454A824ULL, 0x51EBDC4AB9BA3035ULL, 0x5C82C505DB9AB0FAULL, 0xFCF7FE8A3430B241ULL, 0x3253A729B9BA3DDEULL, 0x8C74C368081B3075ULL, 0xB9BC6C87167C33E7ULL, 0x7EF48F2B83024E20ULL, 0x11D505D4C351BD7FULL, 0x6568FCA92C76A243ULL, 0x4DE0B0F40F32A7B8ULL, 0x96D693460CC37E5DULL, 0x42E240CB63689F2FULL, 0x6D2BDCDAE2919661ULL, 0x42880B0236E4D951ULL, 0x5F0F4A5898171BB6ULL, 0x39F890F579F92F88ULL, 0x93C5B5F47356388BULL, 0x63DC359D8D231B78ULL, 0xEC16CA8AEA98AD76ULL, 0x5355F900C2A82DC7ULL, 0x07FB9F855A997142ULL, 0x5093417AA8A7ED5EULL, 0x7BCBC38DA25A7F3CULL, 0x19FC8A768CF4B6D4ULL, 0x637A7780DECFC0D9ULL, 0x8249A47AEE0E41F7ULL, 0x79AD695501E7D1E8ULL, 0x14ACBAF4777D5776ULL, 0xF145B6BECCDEA195ULL, 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0x96FBF83A12884624ULL, 0x81A1549FD6573DA5ULL, 0x5FA7867CAF35E149ULL, 0x56986E2EF3ED091BULL, 0x917F1DD5F8886C61ULL, 0xD20D8C88C8FFE65FULL, 0x31D71DCE64B2C310ULL, 0xF165B587DF898190ULL, 0xA57E6339DD2CF3A0ULL, 0x1EF6E6DBB1961EC9ULL, 0x70CC73D90BC26E24ULL, 0xE21A6B35DF0C3AD7ULL, 0x003A93D8B2806962ULL, 0x1C99DED33CB890A1ULL, 0xCF3145DE0ADD4289ULL, 0xD0E4427A5514FB72ULL, 0x77C621CC9FB3A483ULL, 0x67A34DAC4356550BULL, 0xF8D626AAAF278509ULL } // ここ改行入れておかないと行頭から"}}"が出てきて、このPukiWikiの表示がおかしくなる。 }; // polyglot_key() returns the PolyGlot hash key of the given position // polyglot_key()は与えられた局面のPolyGlot hash keyを返す。 Key polyglot_key(const Position& pos) { Key key = 0; Bitboard b = pos.pieces(); while (b) { Square s = pop_lsb(&b); Piece p = pos.piece_on(s); // 盤上の駒のあるそれぞれの升に対して // PolyGlot pieces are: BP = 0, WP = 1, BN = 2, ... BK = 10, WK = 11 // PolyGlot駒は : BP = 0, WP = 1 , BN = 2 , ... BK = 10 , WK = 11 // ※ BP = BLACK PAWN , WP = WHITE PAWN , BK = BLACK KING , WK = WHITE KINGの意味。 // チェスではWHITEは先手であり、先手であれば + 1 // (駒種×2 + 先手であれば+1) となっているの意味。 key ^= PG.Zobrist.psq[2 * (type_of(p) - 1) + (color_of(p) == WHITE)][s]; } b = pos.can_castle(ALL_CASTLES); while (b) key ^= PG.Zobrist.castle[pop_lsb(&b)]; if (pos.ep_square() != SQ_NONE) key ^= PG.Zobrist.enpassant[file_of(pos.ep_square())]; if (pos.side_to_move() == WHITE) key ^= PG.Zobrist.turn; return key; } } // namespace // コンストラクタでは乱数のランダマイズをしている。 PolyglotBook::PolyglotBook() : rkiss(Time::now() % 10000) {} // デストラクタではファイルを開いていたなら閉じる PolyglotBook::~PolyglotBook() { if (is_open()) close(); } /// operator>>() reads sizeof(T) chars from the file's binary byte stream and /// converts them in a number of type T. A Polyglot book stores numbers in /// big-endian format. // operator>>()は、ファイルのバイナリー状のバイトストリームからsizeof(T)文字分読み込み、 // それらをT型の1つの数として変換する。Polyglot定跡はビッグエンディアン形式で // それらの数を格納する。 // ※ Tはint64_tとかint32_tだと考えよ。 template n = 0; for (size_t i = 0; i < sizeof(T); ++i) n = T((n << 8) + ifstream::get()); // 1バイト読み込むごとに8回シフト(上位バイトに送る) // ビッグエンディアンなので最初に読み込まれたデータが上位バイトにこないといけない。 return *this; } // ファイル上にはkey,move,count,learnの順番にビッグエンディアンで並んでいる。 // 一つ分のエントリーを読み込むためのoperator>> template<> PolyglotBook& PolyglotBook::operator>>(Entry& e) { return *this >> e.key >> e.move >> e.count >> e.learn; } /// open() tries to open a book file with the given name after closing any /// exsisting one. // open()は既存のファイルを閉じたあと与えられた名前の定跡ファイルを開こうと試みる。 bool PolyglotBook::open(const string& fName) { // 既存のファイルを読み込みしていたのならばそれを閉じる。 // すでに閉じていたのならばそれ以上閉じられない。 if (is_open()) // Cannot close an already closed file close(); // ファイルをバイナリーの読み込みモードでオープン ifstream::open(fName, ifstream::in | ifstream::binary); // オープンした定跡ファイルのファイル名。オープンに失敗していれば""に設定される。 fileName = is_open() ? fName : ""; // ifstream::open()のリトライを許可するため、いかなるエラーフラグもリセットする。 ifstream::clear(); // Reset any error flag to allow retry ifstream::open() // ファイルがオープンできたのならばtrueが返る。 return !fileName.empty(); } /// probe() tries to find a book move for the given position. If no move is /// found returns MOVE_NONE. If pickBest is true returns always the highest /// rated move, otherwise randomly chooses one, based on the move score. // probe()は、与えられた局面に対する定跡の指し手を探そうとする。もし指し手が // 見つからなければMOVE_NONEが返る。もし、piceBestがtrueであれば、つねに一番高いrateづけされた指し手が返り、 // さもなくば指し手のスコアに基づき、ランダムに1つ選ぶ。 Move PolyglotBook::probe(const Position& pos, const string& fName, bool pickBest) { // いますでにopenしているファイル名と異なるならばopenしなおす。 // openに失敗すればMOVE_NONEを返す。 if (fileName != fName && !open(fName)) return MOVE_NONE; Entry e; uint16_t best = 0; unsigned sum = 0; Move move = MOVE_NONE; // 局面のhash key Key key = polyglot_key(pos); // このkeyに対応するエントリーを探す(これはfind_first()がおこなう) seekg(find_first(key) * sizeof(Entry), ios_base::beg); // ここでseekは完了しているが、同一keyを持つエントリーが複数存在しかねないので // すべて読み込む。 while (*this >> e, e.key == key && good()) { // Entry::countの最大値がbest best = max(best, e.count); // sumはEntry::countの合計 sum += e.count; // Choose book move according to its score. If a move has a very // high score it has higher probability to be choosen than a move // with lower score. Note that first entry is always chosen. // 定跡の指し手をそのスコアに従って選ぶ。もし指し手が非常に高いスコアであるなら、 // それは低いスコアの指し手より高い確率で選ばれる。 // 最初のエントリーはつねに選ばれることに注意。 if ( (!pickBest && sum && rkiss.rand || (pickBest && e.count == best)) move = Move(e.move); // pickBest == true なら最大のEntry::count値を記録したものが選ばれる。 // pickBest == falseなら、sum/countの確率でこの指し手が選ばれる。 // ※ 最初のエントリーを読み込んだ時点では sum==countなので必ず選ばれる。 // そのあと、例えば、countがずっと等しいとしたら、2番目の指し手は、 // sum == count×2なのでcount/sum = 1/2の確率で1番目の指し手が破棄され、2番目の指し手が選択される。 // 次に3番目の指し手を読み込んだとすると、 // count/sum = 1/3なので、3番目の指し手は1/3の確率で選ばれ、1,2番目の指し手も当確率であるから1/3,1/3の // 確率で選択されている。 // このように、このアルゴリズムでEntry::countに比例した確率になる。 } if (!move) return MOVE_NONE; // A PolyGlot book move is encoded as follows: // // bit 0- 5: destination square (from 0 to 63) // bit 6-11: origin square (from 0 to 63) // bit 12-14: promotion piece (from KNIGHT == 1 to QUEEN == 4) // // Castling moves follow "king captures rook" representation. So in case book // move is a promotion we have to convert to our representation, in all the // other cases we can directly compare with a Move after having masked out // the special Move's flags (bit 14-15) that are not supported by PolyGlot. // PolyGlot定跡の指し手は次のようにエンコードされている。 // // bit 0- 5: 移動先の升 (from 0 to 63) // bit 6-11: 移動元の升 (from 0 to 63) // bit 12-14: 成り駒 (from KNIGHT == 1 to QUEEN == 4) // // キャスリングの指し手は"KINGがROOKを捕獲する"表現に従う。なので定跡の指し手が // 成りである場合、我々の表現に変換しなければならないし、それ以外の場合、 // 特殊な指し手フラグ(bit 14-15)をマスクしたあと(それはPolyGlotではサポートされていない)、 // Move(Moveクラス)として直接的に比較することができる。 int pt = (move >> 12) & 7; if (pt) move = make // Add 'special move' flags and verify it is legal // '特殊な指し手'フラグを追加して、この指し手が合法であるかを検証する。 // 合法な指し手の集合のなかにこの指し手がなければならない。 // (さもなくば定跡ファイルが壊れている) for (const ExtMove& ms : MoveList if (move == (ms.move ^ type_of(ms.move))) return ms.move; return MOVE_NONE; } /// find_first() takes a book key as input, and does a binary search through /// the book file for the given key. Returns the index of the leftmost book /// entry with the same key as the input. // find_first()は入力としてbook keyを取り、与えられたkeyに対して定跡ファイルを // バイナリサーチする。 入力として同じkeyであるleftmost book entryのindexを返す。 // ※ keyが同じ値のエントリーが複数あれば、その最初に対するindexが返るの意味。 size_t PolyglotBook::find_first(Key key) { // 末尾までファイルポインターを進めるとtellg()はファイルサイズを返す。 seekg(0, ios::end); // Move pointer to end, so tellg() gets file's size // low = 0 , high = エントリー数 size_t low = 0, mid, high = (size_t)tellg() / sizeof(Entry) - 1; Entry e; assert(low <= high); while (low < high && good()) { mid = (low + high) / 2; assert(mid >= low && mid < high); // midの地点にseekして、そこから1エントリー読み込む。 seekg(mid * sizeof(Entry), ios_base::beg); *this >> e; if (key <= e.key) high = mid; else low = mid + 1; } assert(low == high); return low; } |