agents/silverfish/qchess.h

   1 /**
   2  * agent++ : A Sample agent for UCC::Progcomp2013
   3  * @file qchess.h
   4  * @purpose Declarations for game related classes; Piece, Square, Board
   5  */
   6
   7 #ifndef _QCHESS_H
   8 #define _QCHESS_H
   9
  10
  11 // board height and width (don't change!)
  12 #define BOARD_HEIGHT 8
  13 #define BOARD_WIDTH 8
  14
  15 #include <string>
  16 #include <vector>
  17 #include <map>
  18 #include <cstdlib>
  19 #include <iostream>
  20
  21 #include <stdarg.h>
  22 #include <cstdio> // for vfprintf... for the Exception
  23
  24 class Board; //forward declaration
  25
  26 /**
  27  * @class Piece
  28  * @purpose Represent a quantum chess piece
  29  */
  30 class Piece
  31 {
  32         public:
  33
  34                 typedef enum {PAWN, BISHOP, KNIGHT, ROOK, QUEEN, KING, UNKNOWN} Type;
  35                 typedef enum {WHITE=0, BLACK=1} Colour;
  36
  37                 static Type AllTypes[];
  38                 static Colour AllColours[];
  39
  40
  41                 virtual ~Piece() {} // destructor
  42
  43                 int x; int y; // position of the piece
  44                 Colour colour; // colour of the piece
  45                 int type_index; // indicates state the piece is in; 0, 1, or -1 (unknown)
  46                 Type types[2]; // states of the piece
  47                 Type current_type; // current state of the piece
  48
  49                 static Type str2type(const std::string & str);
  50                 static Colour str2colour(const std::string & str);
  51                 static const char * type2str(const Type & t);
  52
  53                 static Piece * AddPiece(std::vector<Piece*> & v, int x, int y, const Colour & colour, const Type & type1, const Type & type2, int type_index=-1);
  54                 static Piece * AddPiece(std::vector<Piece*> & v, const Piece & cpy);
  55
  56                 static Colour Opposite(const Colour & c)
  57                 {
  58                         return (c == WHITE) ? BLACK : WHITE;
  59                 }
  60
  61                 double ProbIsType(Board & b, const Piece::Type & t);
  62
  63         private:
  64                 friend class Board;
  65                 Piece(int x, int y, const Colour & colour, const Type & type1, const Type & type2
  66                         , int type_index); // constructor
  67                 Piece(const Piece & cpy); // copy constructor
  68
  69
  70
  71 };
  72
  73 /**
  74  * @class Square
  75  * @purpose Represent a Square on the board; not necessarily occupied
  76  */
  77 class Square
  78 {
  79         public:
  80                 Square() : x(-1), y(-1), piece(NULL) {} // constructor
  81                 Square(int new_x, int new_y, Piece * new_piece = NULL) : x(new_x), y(new_y), piece(new_piece) {} //UNUSED
  82                 Square(const Square & cpy) : x(cpy.x), y(cpy.y), piece(cpy.piece) {} // copy constructor (UNUSED)
  83                 virtual ~Square() {} //destructor
  84                 int x;  int y; // position of the square
  85                 Piece * piece; // Piece that is in the Square (NULL if unoccupied)
  86
  87                 const std::map<Piece*, double> & Coverage(const Piece::Colour & c)
  88                 {
  89                         return (c == Piece::WHITE) ? coverage[Piece::WHITE] : coverage[Piece::BLACK];
  90                 }
  91
  92                 void Update_coverage(Board & b);
  93
  94         private:
  95                 std::map<Piece::Colour, std::map<Piece*, double> > coverage;
  96 };
  97
  98 /**
  99  * @class Board
 100  * @purpose Represent a quantum chess board
 101  */
 102 class Board
 103 {
 104         public:
 105                 Board(bool choose_types = false); // constructor
 106                 Board(Board & parent); // clones a board, copy on write
 107                 virtual ~Board(); // destructor
 108
 109
 110                 // helper; return vector of pieces given player colour
 111                 std::vector<Piece*> & pieces(const Piece::Colour & colour) {return ((colour == Piece::WHITE) ? white : black);}
 112                 // helper; return map of unidentified 2nd types for given colour
 113                 std::map<Piece::Type, int> & unknown_types(const Piece::Colour & colour)
 114                 {
 115                         return ((colour == Piece::WHITE) ? white_unknown : black_unknown);
 116                 }
 117
 118                 int & nUnknown(const Piece::Colour & colour)
 119                 {
 120                         return ((colour == Piece::WHITE) ? white_nUnknown : black_nUnknown);
 121                 }
 122
 123                 // helper; return king given player colour
 124                 Piece * king(const Piece::Colour & colour) {return ((colour == Piece::WHITE) ? white_king : black_king);}
 125
 126                 void Update_move(int x, int y, int x2, int y2); // move a piece
 127                 void Update_select(int x, int y, int index, const std::string & type); // update a selected piece
 128                 void Update_select(int x, int y, int index, const Piece::Type & t);
 129
 130                 Square & square(int x, int y) {return grid[x][y];} // get square on board
 131
 132                 void Get_moves(Square & s, const Piece::Type & t, std::vector<Square*> & v);
 133                 void Get_moves(Piece * p, std::vector<Square*> & v); // get allowed moves for piece of known type
 134
 135                 // determine if position is on the board
 136                 bool Valid_position(int x, int y) const {return (x >= 0 && x <= BOARD_WIDTH-1 && y >= 0 && y <= BOARD_HEIGHT-1);}
 137
 138
 139                 // scans from a square until a piece is reached
 140                 Piece * ScanPiece(Square & s, int vx, int vy);
 141
 142                 // Get a piece
 143                 Square & SquareAt(int x, int y);
 144
 145         private:
 146                 Square grid[BOARD_WIDTH][BOARD_HEIGHT];
 147
 148                 // All pieces for each player
 149                 std::vector<Piece*> white;
 150                 std::vector<Piece*> black;
 151                 // The number of pieces with each 2nd type that are still unidentified
 152                 std::map<Piece::Type, int> white_unknown;
 153                 std::map<Piece::Type, int> black_unknown;
 154                 int white_nUnknown;
 155                 int black_nUnknown;
 156                 Piece * white_king;
 157                 Piece * black_king;
 158
 159
 160
 161                 // Add a move to the vector if it is valid
 162                 void CheckMove(Piece * p, int x, int y, std::vector<Square*> & v);
 163
 164                 // Add all valid moves in a direction, stopping at the first invalid move
 165                 void ScanMoves(Piece * p, int vx, int vy, std::vector<Square*> & v);
 166
 167
 168 };
 169
 170 /**
 171  * @class Exception
 172  * @purpose The only exception.
 173  */
 174 class Exception
 175 {
 176         public:
 177                 Exception(const char * funct, const char * fmt, ...)
 178                 {
 179                         fprintf(stderr, "Exception in %s - ", funct);
 180                         va_list va;
 181                         va_start(va, fmt);
 182                         vfprintf(stderr, fmt, va);
 183                         va_end(va);
 184                         fprintf(stderr, "\n");
 185                 }
 186
 187 };
 188
 189 #endif //_QCHESS_H
 190
 191 //EOF