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pytorch训练五子棋ai

news 来源：原创 2025/5/9 14:50:37

有3个文件

game.py 五子棋游戏

mod.py 神经网络模型

xl.py 训练的代码

aigame.py 玩家与对战的五子棋

game.py

 
class Game:def __init__(self, h, w):# 行数self.h = h# 列数self.w = w# 棋盘self.L = [['-' for _ in range(w)] for _ in range(h)]# 当前玩家 - 表示空 X先下 然后是Oself.cur = 'X'# 游戏胜利者self.win_user = None# 检查下完这步后有没有赢 y是行 x是列 返回True表示赢def check_win(self, y, x):directions = [# 水平、垂直、两个对角线方向(1, 0), (0, 1), (1, 1), (1, -1)]player = self.L[y][x]for dy, dx in directions:count = 0# 检查四个方向上的连续相同棋子for i in range(-4, 5):  # 检查-4到4的范围，因为五子连珠需要5个棋子ny, nx = y + i * dy, x + i * dxif 0 <= ny < self.h and 0 <= nx < self.w and self.L[ny][nx] == player:count += 1if count == 5:return Trueelse:count = 0return False# 检查能不能下这里 y行 x列 返回True表示能下def check(self, y, x):return self.L[y][x] == '-' and self.win_user is None# 打印棋盘 可视化用得到def __str__(self):# 确定行号和列号的宽度row_width = len(str(self.h - 1))col_width = len(str(self.w - 1))# 生成带有行号和列号的棋盘字符串表示result = []# 添加列号标题result.append(' ' * (row_width + 1) + ' '.join(f'{i:>{col_width}}' for i in range(self.w)))# 添加分隔线（可选）result.append(' ' * (row_width + 1) + '-' * (col_width * self.w))# 添加棋盘行for y, row in enumerate(self.L):# 添加行号result.append(f'{y:>{row_width}} ' + ' '.join(f'{cell:>{col_width}}' for cell in row))return '\n'.join(result)# 一步棋def set(self, y, x):if self.win_user or not self.check(y, x):return Falseself.L[y][x] = self.curif self.check_win(y, x):self.win_user = self.curreturn Trueself.cur = 'X' if self.cur == 'O' else 'O'return True#和棋def heqi(self):for y in range(self.h):for x in range(self.w):if self.L[y][x]=='-':return Falsereturn True#玩家自己下
def run_game01():g = Game(15, 15)while not g.win_user:# 打印当前棋盘状态while 1:print(g)try:y,x=input(g.cur+':').split(',')x=int(x)y=int(y)if g.set(y,x):breakexcept Exception as e:print(e)print(g)print('胜利者',g.win_user)

mod.py

import torch
import torch.nn as nn
import torch.optim as optim
from game import Gameclass MyMod(nn.Module):def __init__(self, input_channels=1, output_size=15*15):super(MyMod, self).__init__()# 定义卷积层，用于提取特征self.conv1 = nn.Conv2d(input_channels, 32, kernel_size=3, padding=1)  # 输出 32 x 15 x 15self.conv2 = nn.Conv2d(32, 64, kernel_size=3, padding=1)  # 输出 64 x 15 x 15self.conv3 = nn.Conv2d(64, 128, kernel_size=3, padding=1)  # 输出 128 x 15 x 15# 定义全连接层，用于最后的得分预测self.fc1 = nn.Linear(128 * 15 * 15, 1024)  # 展平后传入全连接层self.fc2 = nn.Linear(1024, output_size)  # 输出 15*15 的得分预测def forward(self, x):# 卷积层 -> 激活函数 -> 最大池化x = torch.relu(self.conv1(x))x = torch.relu(self.conv2(x))x = torch.relu(self.conv3(x))# 将卷积层输出展平为一维x = x.view(x.size(0), -1)# 全连接层x = torch.relu(self.fc1(x))x = self.fc2(x)return x# 保存模型权重def save(self, path):torch.save(self.state_dict(), path)# 加载模型权重def load(self, path):self.load_state_dict(torch.load(path))#改进一下  output 把有棋子的地方的概率=0避免下这些地方
# 输入Game对象和MyMod对象，用于得到概率最大的落棋点 (行y, 列x)
def input_qi(g: Game, m: MyMod):# 获取当前棋盘状态board_state = g.L  # 使用 game.L 获取当前棋盘的状态 (15x15的二维列表)# 将棋盘状态转换为PyTorch的Tensor并增加一个维度（batch_size = 1）board_tensor = torch.tensor([[1 if cell == 'X' else -1 if cell == 'O' else 0 for cell in row] for row in board_state], dtype=torch.float32).unsqueeze(0).unsqueeze(0)  # 形状变为 (1, 1, 15, 15)# 传入模型获取每个位置的得分output = m(board_tensor)# 将输出转为概率值（可以使用softmax来归一化）probabilities = torch.softmax(output, dim=-1).view(g.h, g.w).detach().numpy()  # 变为 (15, 15) 大小# 将已有棋子的位置的概率设置为 -inf，避免选择这些位置for y in range(g.h):for x in range(g.w):if board_state[y][x] != '-':probabilities[y, x] = -float('inf')  # 设置已经有棋子的地方的概率为 -inf# 找到概率最大的落子点max_prob_pos = divmod(probabilities.argmax(), g.w)  # 得到最大概率的行列坐标# 确保返回的是合法的位置y, x = max_prob_posreturn (y, x), output  # 返回坐标和模型输出

xl.py

import os
import torch
import torch.optim as optim
import torch.nn.functional as F
from mod import MyMod, input_qi, Game# 两个权重文件，分别代表 X 棋和 O 棋
MX = 'MX'
MO = 'MO'# 加载模型，若文件不存在则初始化
def load_model(model, path):if os.path.exists(path):model.load(path)print(f"Loaded model from {path}")else:print(f"{path} not found, initializing new model.")# 这里可以加一些初始化模型的代码，例如：# model.apply(init_weights) 如果需要初始化权重# 初始化模型
modx = MyMod()
load_model(modx, MX)modo = MyMod()
load_model(modo, MO)# 定义优化器
lr=0.001
optimizer_x = optim.Adam(modx.parameters(), lr=lr)
optimizer_o = optim.Adam(modo.parameters(), lr=lr)# 损失函数：根据游戏结果调整损失
def compute_loss(winner: int, player: str, model_output):# 将目标值转换为相应的张量if player == "X":if winner == 1:  # X 胜target = torch.tensor(1.0, dtype=torch.float32)elif winner == 0:  # 平局target = torch.tensor(0.5, dtype=torch.float32)else:  # X 输target = torch.tensor(0.0, dtype=torch.float32)else:if winner == -1:  # O 胜target = torch.tensor(1.0, dtype=torch.float32)elif winner == 0:  # 平局target = torch.tensor(0.5, dtype=torch.float32)else:  # O 输target = torch.tensor(0.0, dtype=torch.float32)# 确保目标值的形状和 model_output 一致，假设 model_output 是单一的值target = target.unsqueeze(0).unsqueeze(0)  # 形状变为 (1, 1)# 使用均方误差损失计算return F.mse_loss(model_output, target)# 训练模型的过程
def train_game():modx.train()modo.train()# 创建新的游戏实例game = Game(15, 15)  # 默认是 15x15 棋盘# 反向传播和优化optimizer_x.zero_grad()optimizer_o.zero_grad()while not game.win_user:  # 游戏未结束# X 方落子x_move, x_output = input_qi(game, modx)  # 获取落子位置和模型输出（x_output 是模型的输出）game.set(x_move[0], x_move[1])  # X 下棋if game.win_user:break# O 方落子o_move, o_output = input_qi(game, modo)  # 获取落子位置和模型输出（o_output 是模型的输出）#print(o_move,game)game.set(o_move[0], o_move[1])  # O 下棋# 获取比赛结果winner = 0 if game.heqi() else (1 if game.win_user == 'X' else -1)  # 1为X胜，-1为O胜，0为平局# 计算损失loss_x = compute_loss(winner, "X", x_output)  # 传递模型输出给计算损失函数loss_o = compute_loss(winner, "O", o_output)  # 传递模型输出给计算损失函数# 计算损失并进行反向传播loss_x.backward()loss_o.backward()# 更新权重optimizer_x.step()optimizer_o.step()print(game)return loss_x.item(), loss_o.item()# 训练多个回合
def train(num_epochs,n):k=0for epoch in range(num_epochs):loss_x, loss_o = train_game()print(f"Epoch [{epoch+1}/{num_epochs}], Loss X: {loss_x}, Loss O: {loss_o}")k+=1if k==n:modo.save('MO')modx.save('MX')print('saved')k=0# 开始训练
train(50000,1000)

aigame.py

from game import Game
from mod import MyMod,input_qi#玩家下X ai下O
def playX():m=MyMod()m.load('MO')g=Game(15,15)while 1:print(g)if g.heqi() or g.win_user:breakwhile 1:try:r=input('X:')y,x=r.split(',')y=int(y)x=int(x)if g.set(y,x):breakexcept Exception as e:print(e)if g.heqi() or g.win_user:breakwhile 1:(y,x),_=input_qi(g,m)if g.set(y,x):breakprint(g)print('winner',g.win_user)#玩家下O ai下X
def playO():m=MyMod()m.load('MX')g=Game(15,15)while 1:if g.heqi() or g.win_user:breakwhile 1:(y,x),_=input_qi(g,m)if g.set(y,x):breakif g.heqi() or g.win_user:breakprint(g)while 1:try:r=input('O:')y,x=r.split(',')y=int(y)x=int(x)if g.set(y,x):breakexcept Exception as e:print(e)print(g)print('winner',g.win_user)playX()

pytorch训练五子棋ai

有3个文件 game.py 五子棋游戏 mod.py 神经网络模型 xl.py 训练的代码 aigame.py 玩家与对战的五子棋 game.py class Game:def __init__(self, h, w):# 行数self.h h# 列数self.w w# 棋盘self.L [[- for _ in range(w)] for _ in range(h)]# 当前玩家 - 表示空 X先…...

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如何在 MySQL 5.6 中实现按季度分组并找到销量最高的书籍引言问题描述实现步骤1. 计算每本书在每个季度的累计销量2. 找到每个季度的最高累计销量3. 匹配最高销量的书籍总结扩展练习引言在数据分析和业务报表中，经常需要对数据进行分组统计，并找到每…...

编程日记 2025/5/9 13:39:51

JAVA生产环境(IDEA)排查死锁

使用 IntelliJ IDEA 排查死锁 IntelliJ IDEA 提供了强大的工具来帮助开发者排查死锁问题。以下是具体的排查步骤： 1. 编写并运行代码首先，我们编写一个可能导致死锁的示例代码： public class DeadlockExample {private static final Obj…...

编程日记 2025/5/9 13:57:00

群体智能优化：粒子群算法（PSO）详解与实战

一、引言：从鸟群行为到优化算法 1995年，社会心理学家James Kennedy和电气工程师Russell Eberhart通过观察鸟群觅食行为，提出了著名的粒子群优化算法（Particle Swarm Optimization, PSO）。这一算法仅用不到30年时间&am…...

编程日记 2025/5/6 20:56:30

k8s集群搭建参考（by lqw）

文章目录声明配置yum源安装docker安装 kubeadm，kubelet 和 kubectl部署主节点其他节点加入集群安装网络插件声明由于看了几个k8s的教程，都存在各种问题，自己搭建的时候，踩了不少坑，最后还是靠百度csdnchatGPT才搭建…...

编程日记 2025/5/8 9:57:56

vue3+vite项目引入electron运行为桌面项目

一、安装electron npm install --save-dev electron二、项目根目录添加electron文件在此文件夹中添加两个js文件：main.js、preload.js main.js: // Modules to control application life and create native browser window const { app, BrowserWindow } requ…...

编程日记 2025/5/9 14:41:56

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