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challenge マルバツゲーム

マルバツゲームは３×３の格子に交互に○と×を書き込み、先に縦・横・斜めに記号をそろえたほうが勝ちというおなじみのゲームです。

「毎ターン乱数を使って手を決めるランダムプレイヤー同士を対戦させる」というのが今回のお題です。 １万回対戦させ、勝ち・負け・引き分けの数を表示してください。 そして先手が有利であることを確かめてください。

良い手を思考するプレイヤーについては別のお題にしようと思っています。 プレイヤーを簡単に差し換えることができる設計を目指してください。

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Posted feedbacks - C

なんか無駄に長い気もするけど･･･ int player(CELL a[],int turn) という形の関数でプレイヤーを定義できます。 勝率は○58.2%、×28.1%、引き分け13.7%でした。 
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#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include <assert.h>

typedef struct {
    int data;
    int turn;
} CELL;
/*
  [0][1][2]
  [3][4][5]
  [6][7][8]

cell
 data cellの内容
  0:空白
  1:o
  2:x
 turn 打たれたターン数
*/


//勝敗チェック
// 0    :決着まだ
// not 0:勝負あり
int check(CELL a[],int w){
    int i;
    //縦横
    for(i=0;i<3;i++){
        if((a[i*3].data==w)&&(a[i*3+1].data==w)&&(a[i*3+2].data==w)||
           (a[i].data==w)&&(a[i+3].data==w)&&(a[i+6].data==w)) return -1;
    }
    //斜め
    if((a[0].data==w)&&(a[4].data==w)&&(a[8].data==w)||
       (a[2].data==w)&&(a[4].data==w)&&(a[6].data==w)) return -1;
    return 0;
}

//ゲーム状態表示
void putgame(CELL a[],int mode){
    int i,j,turn_max;
    char c[3]={' ','o','x'};
    switch(mode){
    case 0:    //盤面
        for(i=0;i<9;i++){
            printf("%c",c[a[i].data]);
            if(i%3!=2)
                printf("|");
            else{
                printf("\n");
                if(i!=8) printf("-+-+-");
                printf("\n");
            }
        }
        break;
    case 1://盤面+手順
        for(i=0;i<9;i++){
            printf("%c%d",c[a[i].data],a[i].turn);
            if(i%3!=2)
                printf("|");
            else{
                printf("\n");
                if(i!=8) printf("--+--+--");
                printf("\n");
            }
        }
        break;
    case 2://手順
        turn_max=0;
        for(i=0;i<9;i++){
            if(turn_max<a[i].turn) turn_max=a[i].turn;
        }
        for(i=1;i<=turn_max;i++){
            for(j=0;j<9;j++){
                if(a[j].turn==i){
                    printf("%c(%d,%d)",c[a[j].data],j%3,j/3);
                    if(i!=turn_max) printf(",");
                    else printf("\n");
                }
            }
        }
        break;
    }
}

//乱数プレイヤー
int randplayer(CELL a[],int turn){
    int p;
    int i;
    static int seed=0;
    
    //初期化ルーチン
    if(turn==0){
        seed+=rand();
        return 0;
    }
    //乱数再現
    srand(seed);
    for(i=2-turn&2;i<turn;i+=2) rand();

    //思考ルーチン
    //残ってるマスからランダムに選択
    p=(rand()>>3)%(9-(turn-1));

    //埋まってるマスのスキップ
    i=0;
    while(1){
        if(a[i].data)
            p++;
        else{
            if(i==p) break;
        }
        i++;
    }
    return p;
}

//乱数プレイヤー２
int randplayer2(CELL a[],int turn){
    int p;
    int i;
    static int seed=0;;
    
    //初期化ルーチン
    if(turn==0){
        seed+=time(NULL);
        return 0;
    }
    //乱数再現
    srand(seed);
    for(i=2-turn&2;i<turn;i+=2) rand();

    //思考ルーチン
    //残ってるマスからランダムに選択
    p=(rand()>>3)%(9-(turn-1));

    //埋まってるマスのスキップ
    i=0;
    while(1){
        if(a[i].data)
            p++;
        else{
            if(i==p) break;
        }
        i++;
    }
    return p;
}

//ゲーム進行
int game(int (*p1)(CELL [],int ),int (*p2)(CELL [],int)){
    CELL a[9];
    int i;
    int t=1;
    int p;
    int ret=0;
    int (*player[2])(CELL [],int);
    //プレイヤー登録
    player[0]=p1;
    player[1]=p2;
    
    //盤面初期化
    for(i=0;i<9;i++){
        a[i].data=0;
        a[i].turn=0;
    }
    
    //プレイヤー初期化
    player[0](a,0);
    player[1](a,0);

    for(i=1;i<=9;i++){
        p=player[t-1](a,i);
        a[p].data=t;
        a[p].turn=i;
//        putgame(a,0);
        if (check(a,t)){
            ret=t;
            break;
        }else
            t=3-t;
    }
//    putgame(a,1);
//    putgame(a,2);
    return ret;
}

int main(){
    int i;
    int result[3]={0,0,0};

    //乱数の初期化
    srand(time(NULL));

    for(i=1;i<=10000;i++){
        result[game(randplayer,randplayer2)]++;
        if(i%100==0){
            printf("~test%d:o win:%d(%2.1f%%) x win:%d(%2.1f%%) draw:%d(%2.1f%%)\n",
                    i,result[1],100.0*result[1]/i,result[2],100.0*result[2]/i,result[0],100.0*result[0]/i);
        }
    }
    return 0;
}


結果の検証用に打ち筋をすべてたどってみました。
先攻勝ち：131184(51.4%)
後攻勝ち：77904(30.5%)
引き分け：46080(18.1%)
の255168通りでした。

乱数で勝負させたものは確かにsyatさんの数字に近くなったんですが･･･。
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#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

typedef struct {
    int data;
    int turn;
} CELL;
/*
  [0][1][2]
  [3][4][5]
  [6][7][8]

cell
 data cellの内容
  0:空白
  1:o
  2:x
 turn 打たれたターン数
*/


//勝敗チェック
// 0    :決着まだ
// not 0:勝負あり
int check(CELL a[],int w){
    int i;
    //縦横
    for(i=0;i<3;i++){
        if((a[i*3].data==w)&&(a[i*3+1].data==w)&&(a[i*3+2].data==w)||
           (a[i].data==w)&&(a[i+3].data==w)&&(a[i+6].data==w)) return -1;
    }
    //斜め
    if((a[0].data==w)&&(a[4].data==w)&&(a[8].data==w)||
       (a[2].data==w)&&(a[4].data==w)&&(a[6].data==w)) return -1;
    return 0;
}

int result[3];

int analyze(CELL a[],int t,int turn){
    int i;

    if(turn==10){
    //引き分け
        result[0]++;
        return -1;
    }
    
    //進行
    for(i=0;i<9;i++){
        if(a[i].data==0){
            //置けるなら置く
            a[i].data=t;
            a[i].turn=turn;
            //勝負判定
            if(check(a,t)){
                //決着
                result[t]++;
            }else{
                //続行
                analyze(a,3-t,turn+1);
            }
            //一手戻す
            a[i].data=0;
            a[i].turn=0;
        }
    }
    return 0;
}

int main(){
    int i;
    CELL a[9];

    //盤面初期化
    for(i=0;i<9;i++){
        a[i].data=0;
        a[i].turn=0;
    }
    for(i=0;i<3;i++){
        result[i]=0;
    }
    
    analyze(a,1,1);
    i=result[0]+result[1]+result[2];
    printf("o win:%d(%2.1f%%) x win:%d(%2.1f%%) draw:%d(%2.1f%%)\n",
        result[1],100.0*result[1]/i,
        result[2],100.0*result[2]/i,
        result[0],100.0*result[0]/i);

    return 0;
}


ちと違うみたいです。

58行目、 
result[t]+=weight(9-turn);
に直して下記コードを追加
で、
o win:212256(58.5%) x win:104544(28.8%) draw:46080(12.7%)

だと思います。


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int weight(int i) {
  if (i<=1) return 1;
  return i*weight(i-1);
}

先手:後手:引分 = 5xxx:2xxx:1xxx でした。

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/*-
 * The MIT License
 * 
 * Copyright (c) 2008 虹原いんく
 * 
 * Permission is hereby granted, free of charge, to any person obtaining a copy
 * of this software and associated documentation files (the "Software"), to deal
 * in the Software without restriction, including without limitation the rights
 * to use, copy, modify, merge, publish, distribute, sublicense, and/or sell
 * copies of the Software, and to permit persons to whom the Software is
 * furnished to do so, subject to the following conditions:
 * 
 * The above copyright notice and this permission notice shall be included in
 * all copies or substantial portions of the Software.
 * 
 * THE SOFTWARE IS PROVIDED "AS IS", WITHOUT WARRANTY OF ANY KIND, EXPRESS OR
 * IMPLIED, INCLUDING BUT NOT LIMITED TO THE WARRANTIES OF MERCHANTABILITY,
 * FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE AND NONINFRINGEMENT. IN NO EVENT SHALL THE
 * AUTHORS OR COPYRIGHT HOLDERS BE LIABLE FOR ANY CLAIM, DAMAGES OR OTHER
 * LIABILITY, WHETHER IN AN ACTION OF CONTRACT, TORT OR OTHERWISE, ARISING FROM,
 * OUT OF OR IN CONNECTION WITH THE SOFTWARE OR THE USE OR OTHER DEALINGS IN
 * THE SOFTWARE.
 */
/* ox.c : http://ja.doukaku.org/173/ 寄稿用 */

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>

typedef struct tag_game
{
    int map_x;
    int map_o;
} OXGAME , *LPOXGAME;

#define Match(x,pat) ((((x) & 0x0FFF) & (pat)) == (pat))

/* フィールド固有フラグ */
#define NO_0 0x0001
#define NO_1 0x0002
#define NO_2 0x0004
#define NO_3 0x0010
#define NO_4 0x0020
#define NO_5 0x0040
#define NO_6 0x0100
#define NO_7 0x0200
#define NO_8 0x0400

/* フィールド逆引き用 */
static int map_num[9] = {
    NO_0, NO_1, NO_2,
    NO_3, NO_4, NO_5,
    NO_6, NO_7, NO_8,
};

/* フィールド表示 */
static char ox_print_sub(LPOXGAME g, int pat)
{
    if(Match(g->map_o, (pat))) return 'O';
    if(Match(g->map_x, (pat))) return 'X';
    return ' ';
}
int ox_print(LPOXGAME g)
{
    printf( "+-+-+-+\n"
            "|%c|%c|%c|\n"
            "+-+-+-+\n"
            "|%c|%c|%c|\n"
            "+-+-+-+\n"
            "|%c|%c|%c|\n"
            "+-+-+-+",
        ox_print_sub(g,NO_0), ox_print_sub(g,NO_1), ox_print_sub(g,NO_2),
        ox_print_sub(g,NO_3), ox_print_sub(g,NO_4), ox_print_sub(g,NO_5),
        ox_print_sub(g,NO_6), ox_print_sub(g,NO_7), ox_print_sub(g,NO_8));

    return 0;
}

/* 点数計算 */
/* @- int ox_match(LPOXGAME g)
 *    ^^^  > 0 : win O
 *        == 0 : tie
 *         < 0 : win X
 */
static int ox_match_sub(int x)
{
    int pts = 0;

    if(Match( x , (NO_0|NO_1|NO_2))) pts++;
    if(Match( x , (NO_3|NO_4|NO_5))) pts++;
    if(Match( x , (NO_6|NO_7|NO_8))) pts++;

    if(Match( x , (NO_0|NO_3|NO_6))) pts++;
    if(Match( x , (NO_1|NO_4|NO_7))) pts++;
    if(Match( x , (NO_2|NO_5|NO_8))) pts++;

    if(Match( x , (NO_0|NO_4|NO_8))) pts++;
    if(Match( x , (NO_2|NO_4|NO_6))) pts++;

    return pts;
}
int ox_match(LPOXGAME g)
{
    return ox_match_sub(g->map_o) - ox_match_sub(g->map_x);
}

/* 打ち位置計算 ロボ */
/* @- int ox_play(LPOXGAME g)
 *    ^^^ != 0 : 打ち位置
 *    ^^^ == 0 : error
 */
int ox_play(LPOXGAME g)
{
    int x, m;

    m = g->map_o | g->map_x;
    if(Match(m, (NO_0|NO_1|NO_2|
                 NO_3|NO_4|NO_5|
                 NO_6|NO_7|NO_8))) return 0; /* map full */
    for(;;) {
        x = map_num[rand() % 9]; /* ←頭脳 */
        if(!Match(m, x)) return x; /* 空いてるならここ */
    }

    return 0;
}

/* フィールドにコマ打ち */
int ox_write(LPOXGAME g, const char player, const int x)
{
    int m;

    m = g->map_o | g->map_x;
    if(Match(m, (NO_0|NO_1|NO_2|
                 NO_3|NO_4|NO_5|
                 NO_6|NO_7|NO_8))) return 0; /* map full */

    if(Match(m, x)) return 0; /* error */
    if(player == 'O') g->map_o |= x; /* O プレイヤ処理 */
    if(player == 'X') g->map_x |= x; /* X プレイヤ処理 */

    return 0;
}

/* フィールド初期化処理 */
int ox_init(LPOXGAME g)
{
    g->map_o = 0;
    g->map_x = 0;

    return 0;
}

/* OX プロセス */
int ox_proc(LPOXGAME g)
{
    int x,t;

    ox_init(g);

    for(;;) {
        /*---------*/
        x = ox_play(g); /* 打てる場所を捜す */
        ox_write(g, 'O', x); /* 打つ */
        t = ox_match(g); /* 並んでいるか? */
        if(t) break; /* 並んでいる */
        if(!x) break; /* map full */

        /*---------*/
        x = ox_play(g);
        ox_write(g, 'X', x);
        t = ox_match(g);
        if(t) break;
        if(!x) break; /* map full */
    }
    ox_print(g); /* フィールド表示 */
    t = ox_match(g);

    if(t > 0)       printf("... [Win: O]\n");
    else if(t < 0)  printf("... [Win: X]\n");
    else            printf("... [Tie]\n");

    return t;
}

/* */
int main()
{
    int i, t;
    int o = 0,x = 0, ox = 0;
    OXGAME g;

    srand(time(0));

    for(i= 0; i< 10000; i++) {
        t = ox_proc(&g);

        if(t > 0)       o++;
        else if(t < 0)  x++;
        else            ox++;
/*      printf("%ld) O:%ld, X:%ld, T:%ld\n", i,  o, x, ox);*/
    }

    printf("O:%ld, X:%ld, T:%ld\n", o, x, ox);
    return 0;
}

/**
O:5828, X:2899, T:1273
O:5785, X:2911, T:1304
O:5863, X:2899, T:1238
**/

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