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对 游戏 《 2048 》 的一些思考

时间:2017-10-28 23:14:30      阅读:323      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:air   移动   兴趣   har   mat   游戏   2048游戏   new   attr   

游戏  《2048》  是 Gabriele Cirulli出品手机数字游戏,  以下给出百度介绍:

https://baike.baidu.com/item/2048/13383511?fr=aladdin

 

游戏的网上地址:

http://gabrielecirulli.github.io/2048/

 

github 上的源码地址:

https://github.com/gabrielecirulli/2048

 

 

今天,一位老友与我闲聊中提起了最近在玩的一个小程序,就是这个传说中的2048游戏,一开始并没有太在意,但是听老友多次提起也就有了一丢丢的兴趣, 老友提到要自己写一个程序来让电脑自己玩这个游戏,并给出了自己的一些想法,听了以后感觉蛮神奇和高大上的,其思想可以概括为使用遗传算法和神经网络对 该问题建模后  进行求解,也就是说使用某种算法对问题的解空间进行搜索, 这个想法咋一听起来感觉不错不错,细细想来又总感觉差一些什么,随后老友又具体的讲了一下想法,那就是采用两个神经网络 对 问题 求解,  一个负责棋子的 移动, 一个负责搜索, 总之,感觉这个想法和有名的alfago 下围棋方法很像,只不过很无奈,alfago 过于高大上 以至于只是听说过它的一些方法。

 

抱着好奇的态度我便打开了这个游戏的网址,直观感觉这个游戏很简单,随后我发现这个游戏和平时的棋盘类游戏还是有一些不同的。这个游戏的初始两个棋子的位置是完全随机的, 虽然棋子 可以是 2  和  4  中的任意一个(其中 ,  是2 的概率为0.9,  是4 的概率为0.1),   但是这个初始状态可以看做是完全随机的,  然后每一次移动棋子后产生的棋子也是随机的(2 的概率为0.9,  是4 的概率为0.1), 并且位置也是随机的。也就是说,这个游戏在下棋过程中所有的操作都是随机的, 这个样子的话好像传统的那些解法不是很一样, 虽然说不上是简单了还是容易的。

 

对于这个游戏的解法我的观点不太同于我的老友,我总感觉这个游戏的步骤是需要算下到每一步位置后能够WIN的概率或者是下一步可以更好的概率。

这个游戏每次操作可以选择上  下   左   右  四个方向的操作,也就是4种可供选择。每次操作后空白 的  位置假设 为K, 那么也就是说这次操作后棋盘可能变化成的状态为  4 × k ×2,  ( 2是因为 新生成的棋子可以是2  也可以是  4)。如果能够给出一个判断函数,来确定哪一种变化后的状态更优秀,当然还要考虑到变为该种状态的概率, 那么也就是说  我们要求  下个状态的优秀估值  和  概率的乘积, 即 期望值,  来选择 下一步的 操作。

 

有了以上想法后,本人决定亲自玩一次,给它打通关,结果万万没有想到 整整打了一天 也没有打赢, 真心是败给它了。随后,在网上搜了搜其他网友给出的解决方法,搜到了这个 不错的版本, 2048AI版本, 以下给出具体地址:

http://ovolve.github.io/2048-AI/

 

github 地址:

https://github.com/ovolve/2048-AI

 

以下给出演示图:

技术分享                 技术分享

 

 

为了可以更好的理解该游戏是如何运行及设计的,本人在网上找了一个PYTHON版本的代码,当然由于其界面为命令行,其效果难以与JS写的相比,以下给出地址:

http://rosettacode.org/wiki/2048#Python

 

#!/usr/bin/env python3
 
import curses
from random import randrange, choice # generate and place new tile
from collections import defaultdict
 
letter_codes = [ord(ch) for ch in WASDRQwasdrq]
actions = [Up, Left, Down, Right, Restart, Exit]
actions_dict = dict(zip(letter_codes, actions * 2))
 
def get_user_action(keyboard):    
    char = "N"
    while char not in actions_dict:    
        char = keyboard.getch()
    return actions_dict[char]
 
def transpose(field):
    return [list(row) for row in zip(*field)]
 
def invert(field):
    return [row[::-1] for row in field]
 
class GameField(object):
    def __init__(self, height=4, width=4, win=2048):
        self.height = height
        self.width = width
        self.win_value = 2048
        self.score = 0
        self.highscore = 0
        self.reset()
 
    def reset(self):
        if self.score > self.highscore:
            self.highscore = self.score
        self.score = 0
        self.field = [[0 for i in range(self.width)] for j in range(self.height)]
        self.spawn()
        self.spawn()
 
    def move(self, direction):
        def move_row_left(row):
            def tighten(row): # squeese non-zero elements together
                new_row = [i for i in row if i != 0]
                new_row += [0 for i in range(len(row) - len(new_row))]
                return new_row
 
            def merge(row):
                pair = False
                new_row = []
                for i in range(len(row)):
                    if pair:
                        new_row.append(2 * row[i])
                        self.score += 2 * row[i]
                        pair = False
                    else:
                        if i + 1 < len(row) and row[i] == row[i + 1]:
                            pair = True
                            new_row.append(0)
                        else:
                            new_row.append(row[i])
                assert len(new_row) == len(row)
                return new_row
            return tighten(merge(tighten(row)))
 
        moves = {}
        moves[Left]  = lambda field:                                                [move_row_left(row) for row in field]
        moves[Right] = lambda field:                                                invert(moves[Left](invert(field)))
        moves[Up]    = lambda field:                                                transpose(moves[Left](transpose(field)))
        moves[Down]  = lambda field:                                                transpose(moves[Right](transpose(field)))
 
        if direction in moves:
            if self.move_is_possible(direction):
                self.field = moves[direction](self.field)
                self.spawn()
                return True
            else:
                return False
 
    def is_win(self):
        return any(any(i >= self.win_value for i in row) for row in self.field)
 
    def is_gameover(self):
        return not any(self.move_is_possible(move) for move in actions)
 
    def draw(self, screen):
        help_string1 = (W)Up (S)Down (A)Left (D)Right
        help_string2 =      (R)Restart (Q)Exit
        gameover_string =            GAME OVER
        win_string =           YOU WIN!
        def cast(string):
            screen.addstr(string + \n)
 
        def draw_hor_separator():
            top =  + (┬────── * self.width + )[1:]
            mid =  + (┼────── * self.width + )[1:]
            bot =  + (┴────── * self.width + )[1:]
            separator = defaultdict(lambda: mid)
            separator[0], separator[self.height] = top, bot
            if not hasattr(draw_hor_separator, "counter"):
                draw_hor_separator.counter = 0
            cast(separator[draw_hor_separator.counter])
            draw_hor_separator.counter += 1
 
        def draw_row(row):
            cast(‘‘.join(│{: ^5} .format(num) if num > 0 else |       for num in row) + )
 
        screen.clear()
        cast(SCORE:  + str(self.score))
        if 0 != self.highscore:
            cast(HGHSCORE:  + str(self.highscore))
        for row in self.field:
            draw_hor_separator()
            draw_row(row)
        draw_hor_separator()
        if self.is_win():
            cast(win_string)
        else:
            if self.is_gameover():
                cast(gameover_string)
            else:
                cast(help_string1)
        cast(help_string2)
 
    def spawn(self):
        new_element = 4 if randrange(100) > 89 else 2
        (i,j) = choice([(i,j) for i in range(self.width) for j in range(self.height) if self.field[i][j] == 0])
        self.field[i][j] = new_element
 
    def move_is_possible(self, direction):
        def row_is_left_movable(row): 
            def change(i): # true if there‘ll be change in i-th tile
                if row[i] == 0 and row[i + 1] != 0: # Move
                    return True
                if row[i] != 0 and row[i + 1] == row[i]: # Merge
                    return True
                return False
            return any(change(i) for i in range(len(row) - 1))
 
        check = {}
        check[Left]  = lambda field:                                                any(row_is_left_movable(row) for row in field)
 
        check[Right] = lambda field:                                                 check[Left](invert(field))
 
        check[Up]    = lambda field:                                                check[Left](transpose(field))
 
        check[Down]  = lambda field:                                                check[Right](transpose(field))
 
        if direction in check:
            return check[direction](self.field)
        else:
            return False
 
def main(stdscr):
    curses.use_default_colors()
    game_field = GameField(win=32)
    state_actions = {} # Init, Game, Win, Gameover, Exit
    def init():
        game_field.reset()
        return Game
 
    state_actions[Init] = init
 
    def not_game(state):
        game_field.draw(stdscr)
        action = get_user_action(stdscr)
        responses = defaultdict(lambda: state)
        responses[Restart], responses[Exit] = Init, Exit
        return responses[action]
 
    state_actions[Win] = lambda: not_game(Win)
    state_actions[Gameover] = lambda: not_game(Gameover)
 
    def game():
        game_field.draw(stdscr)
        action = get_user_action(stdscr)
        if action == Restart:
            return Init
        if action == Exit:
            return Exit
        if game_field.move(action): # move successful
            if game_field.is_win():
                return Win
            if game_field.is_gameover():
                return Gameover
        return Game
 
    state_actions[Game] = game
 
    state = Init
    while state != Exit:
        state = state_actions[state]()
 
curses.wrapper(main)

 

 

技术分享

 

 

 

 

待续。。。

 

对 游戏 《 2048 》 的一些思考

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原文地址:http://www.cnblogs.com/devilmaycry812839668/p/7748441.html

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