mancala

Rust 中的强化学习曼卡拉。

什么是

本节将定义本项目中描述中的术语。

曼卡拉

曼卡拉是一组

双人轮流策略棋类游戏的通称，使用小石头、豆子或种子，以及地面、棋盘或其他游戏表面的凹槽或坑进行游戏。目标通常是捕获对手的所有或部分棋子。

Rust

Rust 是一种编程语言，它

从根本上来说是关于赋能：无论你现在正在编写什么类型的代码，Rust 都能让你走得更远，让你能够在比之前更广泛的领域中自信地编程。

强化学习

强化学习是

机器学习的一个领域，研究软件代理在环境中如何采取行动以最大化某种累积奖励的概念。由于它的通用性，该问题在其他许多学科中都有研究，如博弈论、控制论、运筹学、信息论、基于模拟的优化、多智能体系统、群体智能、统计学和遗传算法。

用法

谁会赢？

假设我们感兴趣的是一种只有一个碗的曼卡拉游戏，每个玩家都没有选择。他们只能玩他们的单个碗。所以确定谁会赢不应该很难。让我们用 mancala 来表示。

首先宣布 mancala 包。

extern crate mancala;

由于我们将直接使用 Position，现在让我们导入它。

use mancala::game::Position;

我们同意从每个玩家8个石头开始。

let mut position = Position::from([8; 2]);

这个数组表示每个玩家的碗和它们的石头，每个玩家一个碗。

现在我们只想从一个碗开始玩，直到游戏结束。

while !position.finished() {
    position = position.play(0).unwrap();
}

游戏结束后，我们可以确定分数。

println!("score {}", position.score().unwrap());

现在我们知道谁将获胜。您可以在 examples/position2 中看到一个类似的 程序。

与计算机对战

如果您想与计算机玩曼卡拉，这个库也为您提供了相应的支持。

由于我们将使用这个库，我们最好宣布一下。

extern crate mancala;

接下来，我们需要一些导入，以帮助我们设置游戏。使用 std::ops::Neg 来显示正确的分数。

use std::ops::Neg;
use mancala::bout::Bout;
use mancala::game::{GameBuilder, Player};
use mancala::strategy::tree::Depth;
use mancala::strategy::{AlphaBeta, User};

由于这是一个程序，我们需要一个 main 函数。

fn main() {
    ...
}

我们首先需要两种策略。一个是 User 策略，另一个是深度限制为 10 的 AlphaBeta 策略。更改此参数将影响计算机的强度和思考时间。有了这两种策略，我们就可以创建一个 Bout。

    lt mut red_strategy = user();
    let mut blue_strategy = AlphaBeta::limited_to(Depth::Limit(10));
    let mut bout = Bout::new(&mut red_strategy, &mut blue_strategy);

接下来，我们创建一个包含 6 个碗和每个碗 4 个石子的游戏。

    let game = GameBuilder::new().bowls(6).stones(4).build();

然后启动策略之间的对决。

    let result = bout.start(game).expect("a finished game with score");

结果是可以通过询问分数来得到的位置。我们将显示起始玩家的分数，即 Red，如果位置是 Blue，则需要取反，因为这是一个 零和游戏。

    let mut score = result.score().expect("a defined score");
    if result.turn() != Player::Red {
        score = score.neg();
    }
    println!("{:?}", score);

上述变体已经在一个名为 src/bin/play.rs 的 程序 中实现。

策略

策略是一种算法，用于确定在特定情况下应该玩什么。策略可以产生深远的影响。例如，下面是对策略 MinMax 和 AlphaBeta 的比较。

这两种策略都用于确定在两个碗和 1 到 14 个石子之间进行曼卡拉游戏的哪个玩家会获胜。

产生以下结果所需的时间如下

这是相当令人印象深刻的。