TicTacToe con IA en C
Recientemente comencé a aprender C, aunque tengo algo de experiencia en otros idiomas. Recientemente escribí una IA TicTacToe usando el algoritmo Minimax en C. Me gustaría saber cómo podría escribir mejor C.
#include <stdio.h>
#define X -1
#define O -2
#define MAX_SIZE 50 //This is the Max size of the Input Buffer
int turn = O;
int board[] = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9};
int variations = 0; //To keep track of no. of variations the ai has seen
void copyBoard(int from[], int to[]){
for(int i = 0; i < 9; i++){
to[i] = from[i];
}
}
//gets line WITHOUT \n
int getl(char s[], int lim){
int c, i;
for(i = 0; i < lim-1 && (c = getchar()) != EOF && c != '\n'; i++)
s[i] = c;
s[i] = '\0';
return i;
}
//Converts char[] to int
int bufferToNum(char buffer[]){
int n = 0;
for(int i = 0; buffer[i] != '\0'; i++){
n = 10 * n + buffer[i] - '0';
}
return n;
}
//converts the board numbers to char to display
char boardToChar(int i){
int a = board[i];
if (a == X){
return 'X';
} else if (a == O){
return 'O';
} else {
return a + '0';
}
}
//prints board
void printBoard(){
printf("=============\n| %c | %c | %c |\n-------------\n| %c | %c | %c |\n-------------\n| %c | %c | %c |\n=============\n", boardToChar(0), boardToChar(1), boardToChar(2), boardToChar(3), boardToChar(4), boardToChar(5), boardToChar(6), boardToChar(7), boardToChar(8));
}
//alternates turn
void alternateTurn(){
if (turn == O){
turn = X;
} else if (turn == X){
turn = O;
}
}
//returns 1 if draw, return 0 if not a draw
int drawCheck(int l_board[]){
for(int i = 0; i < 9; i++){
if (l_board[i] == i+1){
return 0;
}
}
return 1;
}
//returns X if X won and O if O one and 0 if nobody winning
int winCheck(int l_board[]){
//Rows
for (int i = 0; i < 3; i++){
if (l_board[3*i] == l_board[3*i + 1] && l_board[3*i + 1] == l_board[3*i + 2]){
return l_board[3*i];
}
}
//Columns
for (int j = 0; j < 3; j++){
if (l_board[j] == l_board[3 + j] && l_board[3 + j] == l_board[6 + j]){
return l_board[j];
}
}
//Diagonal Top Left to Bottom Right
if (l_board[0] == l_board[4] && l_board[0] == l_board[8]){
return l_board[0];
}
//Diagonal Top Right to bottom Left
if (l_board[2] == l_board[4] && l_board[2] == l_board[6]){
return l_board[2];
}
return 0;
}
//1 if nothing is ther and 0 if something was already ther
int putInBoard(int l_board[], int pos, int newVal){
if (l_board[pos] == pos+1){
l_board[pos] = newVal;
return 1;
} else
{
return 0;
}
}
//X if X win, O if O win, 0 if draw, 1 if nothing
int gameState(int l_board[]){
int wc = winCheck(l_board);
if (wc == X){
return X;
} else if(wc == O){
return O;
} else {
if (drawCheck(l_board)){
return 0;
}
}
return 1;
}
void legalMoves(int l_board[], int output[]){
for(int i = 0; i < 9; i++){
if (l_board[i] == i+1){
output[i] = 1;
} else {
output[i] = 0;
}
}
}
int max(int a, int b){
return a>b ? a : b;
}
int min(int a, int b){
return a<b ? a : b;
}
//X is ai
int minimax(int l_board[], int depth, int maximising){
int gs = gameState(l_board);
variations++;
if (gs == X){
return 10;
} else if (gs == O){
return -10;
} else if (gs == 0){
return 0;
}
if (depth == 0){
return 0;
}
if (maximising){
//Its AI's Turn so it has to maximise
int val = -100;
int legalMovesArr[9];
legalMoves(l_board, legalMovesArr);
for (int i = 0; i < 9; i++){
if (legalMovesArr[i]){
int tempBoard[9];
copyBoard(l_board, tempBoard);
putInBoard(tempBoard, i, X);
val = max(minimax(tempBoard, depth-1, 0), val);
}
}
return val;
} else {
int val = 100;
int legalMovesArr[9];
legalMoves(l_board, legalMovesArr);
for (int i = 0; i < 9; i++){
if (legalMovesArr[i]){
int tempBoard[9];
copyBoard(l_board, tempBoard);
putInBoard(tempBoard, i, O);
val = min(minimax(tempBoard, depth-1, 1), val);
}
}
return val;
}
}
int ai(int l_board[], int depth){
int legalMovesArr[9];
legalMoves(board, legalMovesArr);
int val = -100;
int best_move = 0;
for (int i = 0; i < 9; i++){
if (legalMovesArr[i]){
int tempBoard[9];
copyBoard(l_board, tempBoard);
putInBoard(tempBoard, i, X);
int temp = minimax(tempBoard, depth-1, 0);
if (val <= temp){
val = temp;
best_move = i;
}
}
}
return best_move;
}
int main(){
printBoard();
int gameOn = 0;
char buffer[MAX_SIZE];
while(!gameOn){
if (turn == O){
printf("%c's turn: ", turn == X ? 'X' : 'O');
getl(buffer, MAX_SIZE);
int num = bufferToNum(buffer);
while (num <= 0 || num > 9){
printf("Please enter an integer between 1 and 9: ");
getl(buffer, MAX_SIZE);
num = bufferToNum(buffer);
}
if (putInBoard(board, num-1, turn)){
;
} else {
while(!putInBoard(board, num-1, turn)){
printf("Something already exists, Please enter a new number: ");
getl(buffer, MAX_SIZE);
num = bufferToNum(buffer);
}
}
} else {
putInBoard(board, ai(board, 8), X);
printf("Calculated %d variations\n", variations);
variations = 0;
}
printBoard();
alternateTurn();
int gs = gameState(board);
if (gs == X){
printf("X won!");
return 0;
} else if (gs == O){
printf("O won!");
return 0;
} else if (gs == 0){
printf("Draw!");
return 0;
}
}
return 0;
}
Respuestas
Observaciones generales
Veo que ya se han seguido muchas buenas prácticas de programación aquí, sigan con el buen trabajo.
La mayoría de las funciones son pequeñas y siguen el principio de responsabilidad única.
Utilice las funciones de la biblioteca cuando pueda
La función getl()se puede implementar usando 2 funciones de biblioteca C estándar, fgets y strrchr .
La fgets()función ingresa una línea completa de caracteres a la vez, en lugar de utilizar la entrada de caracteres, y strrchr()le permitirá encontrar el \ncarácter y reemplazarlo.
Código SECO
Existe un principio de programación denominado Principio de no repetirse, a veces denominado código DRY. Si repite el mismo código varias veces, es mejor encapsularlo en una función. Si es posible recorrer el código, eso también puede reducir la repetición.
La repetición ocurre en la función int minimax(int l_board[], int depth, int maximising):
if (maximising) {
//Its AI's Turn so it has to maximise
int val = -100;
int legalMovesArr[9];
legalMoves(l_board, legalMovesArr);
for (int i = 0; i < 9; i++) {
if (legalMovesArr[i]) {
int tempBoard[9];
copyBoard(l_board, tempBoard);
putInBoard(tempBoard, i, X);
val = max(minimax(tempBoard, depth - 1, 0), val);
}
}
return val;
}
else {
int val = 100;
int legalMovesArr[9];
legalMoves(l_board, legalMovesArr);
for (int i = 0; i < 9; i++) {
if (legalMovesArr[i]) {
int tempBoard[9];
copyBoard(l_board, tempBoard);
putInBoard(tempBoard, i, O);
val = min(minimax(tempBoard, depth - 1, 1), val);
}
}
Este código repetido podría ser su propia función.
El código repetido también hace que la función sea demasiado compleja.
Complejidad
La complejidad de la función minimax()se mencionó anteriormente, la función main()también es demasiado compleja (hace demasiado). A medida que los programas crecen en tamaño, el uso de main()debería limitarse a llamar a funciones que analizan la línea de comando, llamar a funciones que se configuran para su procesamiento, llamar a funciones que ejecutan la función deseada del programa y llamar a funciones para limpiar después de la parte principal de el programa.
También hay un principio de programación llamado Principio de Responsabilidad Única que se aplica aquí. El principio de responsabilidad única establece:
que cada módulo, clase o función debe tener responsabilidad sobre una sola parte de la funcionalidad proporcionada por el software, y esa responsabilidad debe estar completamente encapsulada por ese módulo, clase o función.
Todo el while (!gameOn)ciclo debe estar dentro de su propia función.
Evite las variables globales
Es muy difícil leer, escribir, depurar y mantener programas que usan variables globales. Las variables globales pueden ser modificadas por cualquier función dentro del programa y por lo tanto requieren que cada función sea examinada antes de hacer cambios en el código. En C y C ++, las variables globales impactan en el espacio de nombres y pueden causar errores de vinculación si se definen en varios archivos. Las respuestas en esta pregunta de stackoverflow proporcionan una explicación más completa.
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void game_loops()
{
if (turn == O) {
printf("%c's turn: ", turn == X ? 'X' : 'O');
char buffer[MAX_SIZE];
getl(buffer, MAX_SIZE);
int num = bufferToNum(buffer);
while (num <= 0 || num > 9) {
printf("Please enter an integer between 1 and 9: ");
getl(buffer, MAX_SIZE);
num = bufferToNum(buffer);
}
if (putInBoard(board, num - 1, turn)) {
;
}
else {
while (!putInBoard(board, num - 1, turn)) {
printf("Something already exists, Please enter a new number: ");
getl(buffer, MAX_SIZE);
num = bufferToNum(buffer);
}
}
}
else {
putInBoard(board, ai(board, 8), X);
printf("Calculated %d variations\n", variations);
variations = 0;
}
printBoard();
alternateTurn();
}
int main() {
printBoard();
int gs = 1;
while (gs == 1) {
game_loops();
gs = gameState(board);
}
switch (gs)
{
case X:
printf("X won!");
break;
case O:
printf("O won!");
break;
default:
printf("Draw!");
break;
}
return 0;
}
Pequeña reseña
Divida esa larga línea de código.
//prints board
void printBoard(){
printf("=============\n| %c | %c | %c |\n-------------\n| %c | %c | %c |\n-------------\n| %c | %c | %c |\n=============\n", boardToChar(0), boardToChar(1), boardToChar(2), boardToChar(3), boardToChar(4), boardToChar(5), boardToChar(6), boardToChar(7), boardToChar(8));
}
Tal vez como
//prints board
void printBoard() {
printf("=============\n"
"| %c | %c | %c |\n"
"-------------\n"
"| %c | %c | %c |\n"
"-------------\n"
"| %c | %c | %c |\n"
"=============\n", //
boardToChar(0), boardToChar(1), boardToChar(2), //
boardToChar(3), boardToChar(4), boardToChar(5), //
boardToChar(6), boardToChar(7), boardToChar(8));
}
Para mí, el //final de 3 líneas evita el formateo automático de esas líneas en 1 o 2 líneas.