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使用 Python 和 OpenAI 构建国际象棋游戏


使用 Python 和 OpenAI 构建国际象棋游戏

只要周末有空闲时间,我就喜欢编写一些小而愚蠢的东西。其中一个想法变成了一款命令行国际象棋游戏,您可以在其中与 openai 对抗。我将其命名为“skakibot”,灵感来自“skaki”,希腊语中的国际象棋单词。

优秀的 python-chess 库负责所有的国际象棋机制。我们的目标不是从头开始构建一个国际象棋引擎,而是展示 openai 如何轻松地集成到这样的项目中。

让我们深入研究代码,看看它们是如何组合在一起的!

切入点

我们将首先设置一个基本的游戏循环,该循环接受用户输入并为国际象棋逻辑奠定基础。

def main():     while true:         user_input = input("enter your next move: ").strip()          if user_input.lower() == 'exit':             print("thanks for playing skakibot. goodbye!")             break          if not user_input:             print("move cannot be empty. please try again.")             continue          print(f"you entered: {user_input}") 

此时,代码并没有做太多事情。它只是提示用户输入、验证并打印它:

enter your next move: e2e4 you entered: e2e4 enter your next move: exit thanks for playing skakibot. goodbye! 

添加国际象棋库

接下来,我们引入 python-chess,它将处理棋盘管理、移动验证和游戏结束场景。

pip install chess 

安装库后,我们可以初始化棋盘并在提示用户输入之前打印它:

import chess  def main():     board = chess.board()      while not board.is_game_over():         print(board)          user_input = input("enter your next move (e.g., e2e4): ").strip()          if user_input.lower() == 'exit':             print("thanks for playing skakibot. goodbye!")             break 

添加移动验证

为了使游戏正常运行,我们需要验证用户输入并向棋盘应用合法的移动。 uci(通用国际象棋接口)格式用于移动,您可以在其中指定起始和结束方格(例如,e2e4)。

def main():     board = chess.board()      while not board.is_game_over():         # ...          try:             move = chess.move.from_uci(user_input)             if move in board.legal_moves:                 board.push(move)                 print(f"move '{user_input}' played.")             else:                 print("invalid move. please enter a valid move.")         except valueerror:             print("invalid move format. use uci format like 'e2e4'.") 

处理残局

我们现在可以处理游戏结束的场景,例如将死或僵局:

def main():     board = chess.board()      while not board.is_game_over():         # ...      if board.is_checkmate():         print("checkmate! the game is over.")     elif board.is_stalemate():         print("stalemate! the game is a draw.")     elif board.is_insufficient_material():         print("draw due to insufficient material.")     elif board.is_seventyfive_moves():         print("draw due to the seventy-five-move rule.")     else:         print("game ended.") 

在这个阶段,你为双方效力。您可以通过尝试 fool’s mate 来测试它,并按照 uci 格式执行以下动作

  • f2f3
  • e7e5
  • g2g4
  • d8h4

这会导致快速将死。

集成 openai

现在是时候让人工智能接管一边了。 openai 将评估董事会的状态并提出最佳举措。

获取 openai 密钥

我们首先从环境中获取 openai api 密钥:

# config.py  import os  def get_openai_key() -> str:     key = os.getenv("openai_api_key")     if not key:         raise environmenterror("openai api key is not set. please set 'openai_api_key' in the environment.")     return key 

ai移动生成

接下来,我们编写一个函数来将棋盘状态(以 forsyth-edwards notation (fen) 格式)发送到 openai 并检索建议的走法:

def get_openai_move(board):     import openai     openai.api_key = get_openai_key()     board_fen = board.fen()      response = openai.chatcompletion.create(         model="gpt-3.5-turbo",         messages=[             {"role": "system", "content": (                 "you are an expert chess player and assistant. your task is to "                 "analyse chess positions and suggest the best move in uci format."             )},             {"role": "user", "content": (                 "the current chess board is given in fen notation: "                 f"{board_fen}  "                 "analyse the position and suggest the best possible move. respond "                 "with a single uci move, such as 'e2e4'. do not provide any explanations."             )}         ])      suggested_move = response.choices[0].message.content.strip()     return suggested_move 

提示很简单,但它可以很好地生成有效的动作。它为 openai 提供了足够的上下文来了解董事会状态并以 uci 格式的合法举措进行响应。

棋盘状态以 fen 格式发送,它提供了游戏的完整快照,包括棋子位置、轮到谁、易位权和其他详细信息。这是理想的,因为 openai 的 api 是无状态的,并且不会保留请求之间的信息,因此每个请求必须包含所有必要的上下文。

目前,为了简单起见,该模型被硬编码为 gpt-3.5-turbo,但最好从环境中获取它,就像我们对 api 密钥所做的那样。这将使以后更容易更新或使用不同的模型进行测试。

最终游戏循环

最后,我们可以将人工智能集成到主游戏循环中。 ai 在每个用户移动后评估棋盘并播放其响应。

def main():     board = chess.Board()      while not board.is_game_over():         clear_display()         print(board)          user_input = input("Enter your next move (e.g., e2e4): ").strip()          if user_input.lower() == 'exit':             print("Thanks for playing SkakiBot. Goodbye!")             break          try:             move = chess.Move.from_uci(user_input)             if move in board.legal_moves:                 board.push(move)                 print(f"Move '{user_input}' played.")             else:                 print("Invalid move. Please enter a valid move.")                 continue         except ValueError:             print("Invalid move format. Use UCI format like 'e2e4'.")             continue          try:             ai_move_uci = get_openai_move(board)             ai_move = chess.Move.from_uci(ai_move_uci)             if ai_move in board.legal_moves:                 board.push(ai_move)                 print(f"OpenAI played '{ai_move_uci}'.")             else:                 print("OpenAI suggested an invalid move. Skipping its turn.")         except Exception as e:             print(f"Error with OpenAI: {str(e)}")             print("The game is ending due to an error with OpenAI. Goodbye!")             break 

就是这样!现在您已经有了一个功能齐全的国际象棋游戏,您可以在其中与 openai 对抗。代码还有很大的改进空间,但它已经可以玩了。有趣的下一步是让两个人工智能相互对抗,让他们一决胜负。

代码可在 github 上获取。祝实验愉快!

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