将棋盤面を反転させるコードをChatGPTに書かせる

投稿日時: 2023年12月15日投稿者: やねうらお

以前、私は定跡生成スクリプトをPythonで書いた。書いているうちに気づいたのだが、先手なのに1手損すると後手番になるのだ。(当たり前か)　そうすると、局面は後手番の定跡に突入する。つまり、せっかくそれぞれの局面を探索して定跡局面を作成しているのだから、その得られた定跡局面から盤面を180°回転させた局面は、調べたくないわけである。

この「盤面を180°回転させる(+ 手駒は先手のものと後手のものとが入れ替わる)」ことをいまflipと呼ぶことにする。

定跡を掘っていくときに、flipした局面が定跡DBにすでに登録されているなら、それは調べないという処理を書きたいわけだ。

いまPythonで将棋の定跡を掘っていて、Pythonから使える将棋の盤面操作ライブラリとしてcshogi(dlshogiの山岡さんが作っている)がある。私のスクリプトは、このcshogiを用いているのだが、cshogiには、このflipした局面を求めるような関数は用意されていない。

cshogiにプルリクして追加してもらっても良いのだが、プルリクしてもマージしてもらえるとは限らないし、cshogiは盤面操作自体は、C++で書かれたAperyという将棋ソフトに処理を丸投げしている。つまりは、flipしたければ、Aperyの方のコードを修正しないといけない。この修正は骨が折れそうである。

しかしよく考えたら、Pythonでflipするのはそんなに難しくはない。

いまどきの将棋AIではUSIプロトコルを採用しているので、将棋の局面(盤面+手駒+手番)は、SFEN文字列で表される。そこで、このSFEN文字列を与えて、flipした局面のSFEN文字列を返す関数を作れば良い。

今回はこれをChatGPT先生のお力を借りて書いていこう。

まずはUSIプロトコルの復習から。

USIプロトコル : http://shogidokoro.starfree.jp/usi.html

例えば、平手の初期局面は、SFEN文字列ではこの⇓ように表される。

lnsgkgsnl/1r5b1/ppppppppp/9/9/9/PPPPPPPPP/1B5R1/LNSGKGSNL b – 1

見てわかるように盤面の左上から順番に駒をアルファベットで書いてある。l = lance(香)、n = knight(桂)、s = silver(銀)、g = gold(金)、k = king(玉)、r = rook(飛車)、b = bishop(角)と言った具合である。駒は小文字が後手、大文字が先手である。5という数字は5升の空きがあることを意味する。/ は段の区切りで、そこで次の段に行くことを意味する。末尾の b – 1は、手番がb(=black=先手)で、- (=持ち駒なし)で 1(1手目)の局面であることを意味する。

まず、盤面部分と手番部分、手駒部分、手数部分を取り出すプログラムをPythonで書こう。

sfen = “lnsgkgsnl/1r5b1/ppppppppp/9/9/9/PPPPPPPPP/1B5R1/LNSGKGSNL b – 1”
board , turn , hands , ply = sfen.split()

これは問題ない。ChatGPT先生に尋ねるまでもない。次に盤面部分である。ここをflipさせよう。

flipさせるには、この文字列を逆順にして大文字と小文字を入れ替えれば良い。

文字列sを逆順にするのにs[::-1]とslice構文を用いているところ、よくわかっている。大文字と小文字を入れ替えるのにswapcase()を用いているところもよく知ってるなという感じ。

このようにして、わずか10秒程度で盤面をflipするところまで書けた。

board = board[::-1].swapcase()

手番はb(black = 先手)ならw(white = 後手)、wならbにしたいだけなので、

turn = ‘w’ if turn == ‘b’ else ‘b’

と書いた。この程度、ChatGPT先生の手を煩わせるまでもない。退屈な仕事は人間が率先してさせていただいて、難しい仕事だけをChatGPT先生にこなしていただくのだ。

次に手駒、これがわりとややこしい。

さきほどのUSIプロトコルの説明によると、「先手側が銀１枚歩２枚、後手側が角１枚歩３枚であれば、S2Pb3pと表記されます。」だそうだ。つまり、1枚の時の1は省略できる。先手の手駒は大文字、後手の手駒は小文字で表記される。

「S2Pb3p」これをflipすると「B3Ps2p」となる。

これ、文字列を前から見ていき、大文字から小文字に切り替わるところで分割して、その前半と後半を入れ替えてswapcase()すればいいと思うかも知れないが、手駒の枚数の数字が挟まることがある。また数字は1桁とは限らず、2桁でありうる。(手駒の歩は最大で18枚)

人間でもこの処理をどうすればエレガントに書けるのか悩むところだろう。

このプログラムをChatGPT先生はいつまで経っても書けない。

仕方がないので、ChatGPTに比べてたいへんにかしこいのやねさん(⇦賢くなさそう)が重大なヒントを与えることにしよう。

この問題は文字列を後ろから見ていくと良いのだ。後ろから見ていき、最初に大文字を見つけたら、そこで区切り、前半と後半を入れ替えてswapcase()するだけなのだ。(なぜこれでうまくいくのかは読者の皆さんは自分で考えてみてね！)

ChatGPTの生成したコード。

def transform_and_swap_advanced(s):
  # Finding the index 'm' from the end where the first uppercase letter appears
  m = next((i for i in range(len(s) - 1, -1, -1) if s&#91;i].isupper()), None)

  # Splitting the string into two parts: B and W
  B = s&#91;:m+1]
  W = s&#91;m+1:]

  # Swapping the case and concatenating W and B
  return (W + B).swapcase()

# Testing the function with the provided string
transform_and_swap_advanced("S2P2b3p")

def transform_and_swap_advanced(s):

# Finding the index 'm' from the end where the first uppercase letter appears

m = next((i for i in range(len(s) - 1, -1, -1) if s[i].isupper()), None)

# Splitting the string into two parts: B and W

B = s[:m+1]

W = s[m+1:]

# Swapping the case and concatenating W and B

return (W + B).swapcase()

# Testing the function with the provided string

transform_and_swap_advanced("S2P2b3p")

next()とrange()を使っているところ、よくわかっている。人間でもここをこうやってささっと書ける人ばかりではないだろう。ChatGPT4、現時点でも平均的なPythonプログラマの域ははるかに超えていると感じる。

ChatGPTが出力した真上⇑のコードは、大文字が見つからない時に、m == Noneになってしまうのでちょっと良くないが、これは Noneではなく -1となるようにすればいい。ここまで出来たので、少し修正してくっつければ完成である。

def flip_sfen(sfen:str)-&gt;str:
    board , turn , hands , ply = sfen.split()
    board = board&#91;::-1].swapcase()
    turn = 'w' if turn == 'b' else 'b'
    m = next((i for i in range(len(hands) - 1, -1, -1) if hands&#91;i].isupper()), -1)
    hands = (hands&#91;m+1:] + hands&#91;:m+1]).swapcase()

    return f"{board} {turn} {hands} {ply}"

print(flip_sfen("lnsgkgsnl/1r5b1/ppppppppp/9/9/9/PPPPPPPPP/1B5R1/LNSGKGSNL b - 1"))

def flip_sfen(sfen:str)->str:

board , turn , hands , ply = sfen.split()

board = board[::-1].swapcase()

turn = 'w' if turn == 'b' else 'b'

m = next((i for i in range(len(hands) - 1, -1, -1) if hands[i].isupper()), -1)

hands = (hands[m+1:] + hands[:m+1]).swapcase()

return f"{board} {turn} {hands} {ply}"

print(flip_sfen("lnsgkgsnl/1r5b1/ppppppppp/9/9/9/PPPPPPPPP/1B5R1/LNSGKGSNL b - 1"))

ここまでわずか数分。このプログラム、皆さんは独力で書けるだろうか？数分で？

今回用いたChatGPT4は、本記事のようにヒントを少し与えないと書けないことはあるものの、平均的なプログラマの能力をすでに上回っていると思うし、10秒程度で書いてくれるのマジで神だし、まして自分がよく知らないプログラミング言語やプログラミング環境のことであるなら、大きな助けになってくれると感じている。

※　本記事に掲載したプログラムはMIT Licenseとします。ご自由にお使いください。

追記 2023/12/20 21:30

盤上の駒に関して、成り駒は+pのように駒名の前に’+’記号を入れるのですが、これが逆順にしただけではp+のようになってしまっていました。(成り駒のことを忘れてました。コメント欄でご指摘いただきました。)

この部分を修正したロジックは以下のようになります。(ChatGPTはなかなか書いてくれなかったので私が書きました。)

def flip_sfen(sfen:str)->str:
    board , turn , hands , ply = sfen.split()
    # 成り駒は'+'が駒名の前につく。逆順にしているので、'+b' になるべきところが 'b+'になってしまう。
    # そこで、逆順にしたあと、"b+"を"+b"に修正する。
    # 逆順にする前にやるとboard&#91;i]を見てboard&#91;i+1]とswapすると、次のループでまたそれがswapされてまずい。
    l = list(board&#91;::-1].swapcase())
    for i in range(1, len(l)):
        if l&#91;i] == '+':
            l&#91;i], l&#91;i - 1] = l&#91;i - 1], l&#91;i]
    board = ''.join(l)
    turn = 'w' if turn == 'b' else 'b'
    m = next((i for i in range(len(hands) - 1, -1, -1) if hands&#91;i].isupper()), -1)
    hands = (hands&#91;m+1:] + hands&#91;:m+1]).swapcase()

    return f"{board} {turn} {hands} {ply}"

print(flip_sfen("l+nsgkgsnl/1r5b1/ppppppppp/9/9/9/PPPPPPPPP/1B5R1/LNSGKGSNL b - 1"))

def flip_sfen(sfen:str)->str:

board , turn , hands , ply = sfen.split()

# 成り駒は'+'が駒名の前につく。逆順にしているので、'+b' になるべきところが 'b+'になってしまう。

# そこで、逆順にしたあと、"b+"を"+b"に修正する。

# 逆順にする前にやるとboard[i]を見てboard[i+1]とswapすると、次のループでまたそれがswapされてまずい。

l = list(board[::-1].swapcase())

for i in range(1, len(l)):

if l[i] == '+':

l[i], l[i - 1] = l[i - 1], l[i]

board = ''.join(l)

turn = 'w' if turn == 'b' else 'b'

m = next((i for i in range(len(hands) - 1, -1, -1) if hands[i].isupper()), -1)

hands = (hands[m+1:] + hands[:m+1]).swapcase()

return f"{board} {turn} {hands} {ply}"

print(flip_sfen("l+nsgkgsnl/1r5b1/ppppppppp/9/9/9/PPPPPPPPP/1B5R1/LNSGKGSNL b - 1"))