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DAY 29
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AI/ ML & Data

猴子也能懂的電腦對局 : 30天打造自己的對局AI系列 第 29

Day29 什麼?肛門也能下棋!

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這聳動的標題是我朋友說太沒創意了叫我改的,底下有祭品文歡迎大家按讚。
這篇是延續上一篇 Day28 從象棋比賽作弊事件探討資料傳輸與資料結構
沒看過的請先去看
hackMD原稿

今天要繼續來認真的學術探討,雖然我邊寫邊笑,以後下棋不能說單手讓你了,要說我用括約肌讓你。

研究方法與步驟

研究了ptt上眾多肛之編碼術師的文章,激發出我的便意靈感,要集各位肛之編碼術師的優點於一身,創造出能夠保護肛之棋士的最強編碼!

固定長度編碼

ptt上大部分的編碼都是以固定長度編碼為主,這樣方便辨識,簡單易懂。
以Chinese Chess為例,包含空格有7種共13字元。
我們用3個bit來對每個字元做編碼。
image

就算傳來連續的訊息,因為是固定長度的編碼,我們也能夠輕鬆的分辨出每個字元。
000001010011100101100110000001100101101
000 001 010 011 100 101 100 110 000 001 100 101 101

但是缺點也顯而易見,如果每個字元出現的頻率差距很大,但都還是得使用相同長度的編碼,造成編碼效率較低。

回頭看中式記譜法也會有空間浪費的問題,比如表示座標需要有4個bit來表示11種可能,但不是所有的棋種都能有這麼多的走步,象棋中走步最多的就是車跟炮了,可是得涵蓋所有棋種的走步,這就造成了空間的浪費。
那能不能根據不同棋種給出不同長度的編碼呢?

Huffman Code

為了要能夠有變動長度的編碼,又不能像摩斯密碼那樣會產生混淆的情況,因為摩斯密碼用來隔開字元的方式在二進位的環境中並不好用。
這時我就想起了修演算法課學過的Huffman Code,不知道老師看到我把Huffman Code用在這種地方會是什麼想法XDD,這也算是一種學以致用吧?!

Huffman Code就是一個可以壓縮狀態又不失真的編碼方式,他會根據字元出現的頻率對其編碼,出現頻率高的字元就盡可能的編碼短一點,不常使用的字元當然就可以用較長的編碼。
看一下Huffman Tree會更清楚,他是從頻率出現最少的節點開始由下往上合併。

image
圖片產生自Huffman Tree 生成網站

最後得到的編碼如下:
image

使用Huffman Code就不會有混淆的問題,只要查表一樣能輕易辨識。
10111011101111000100100101110000101

101 110 1110 1111 00 01 00 100 101 1110 00 01 01

因為Huffman Code不會有重複的前綴碼,比如有1111的編碼就不會有111,這種會造成混淆的情況。
前面的固定長度編碼需要 3 x 13 = 39碼,而使用了Huffman Code只需要35碼,如果字串更長且字元出現頻率更極端一點,壓縮效果會更明顯。

同理我們可以將象棋中移動頻率最高的棋種較少的編碼,這樣整盤棋下來平均的震動次數將會大幅減少。

正當我要去爬象棋棋譜網站想要來統計各棋種的頻率時,看到了方法4的走步轉換法,正是這位網友給了我新靈感,最後想出了一個新編碼,有方法1中式記譜法好記的特性,又使用了方法2中的相對位置思考、方法3的變動長度編碼、方法4的走步轉換法,集各位肛之編碼術師的優點於一身,創造出能夠保護肛之棋士的最強編碼!。

Chinese Chess Straight Protocol

簡稱CCSP:針對人類設計的象棋通訊協定!
專門為肛之棋士們設計的一個簡短且好記的象棋走步通訊協定。
由於編碼方式為 23456,所以用 Straight(撲克中順子的意思)命名。

編碼方式

  • 長震為1、短震為0
  • 將、士:3碼
  • 馬:4碼
  • 象、卒:5碼
  • 車、炮:6碼
  • 車、炮第17種走步:2碼

1. 將、士:

01
第1個bit表示棋子
後2個bit表示走步
總共3個bit

依照順時針的順序往下走,依序為:
00:往前(為往右上)
01:往右(右下)
10:往下(左下)
11:往左(左上)

例:001 -> 0 01 -> 的第2種走步(往右)

下圖為兩隻士的所有位置對應情況,因為兩個士沒有辦法同時往同個方向移動,所以只要知道走步就能確定是哪一隻士。

2. 馬:

第一個0、第二個1
區分相同棋種方式為從右至左,先遇到的則定為第一個,如果在同一條線上則順序為從上至下,以下皆使用這種方式辨認棋子。

第1個bit表示棋子
後3個bit表示走步
總共4個bit

下圖為走步編碼方式,一樣是順時針的方式相當好記:

例:1011 -> 1 011 -> 第二個的第4種走步(往5點鐘方向走)

3. 象、卒:

000 001
依序為:010 011 100 101 110

前3個bit表示棋子
後2個bit表示走步
總共5個bit

走步跟將、士將同
00:往前(為往右上)
01:往右(右下)
10:往下(左下)
11:往左(左上)

例:01101 -> 011 01 -> 第二個的第2種走步(往右)

4. 車、炮:

車:00 01
炮:10 11

前2個bit表示棋子
後4個bit表示走步
總共6個bit

根據車、炮在棋盤上的位置能走的格數也不一樣,所以只表達往前跟往右,超出棋盤的部分就從棋盤另一端開始繼續數。

如下圖車往右7的話,其實就是往左2格:
image

0000 ~ 0111 代表往右1格到8格
1000 ~ 1111 代表往前1格到8格

因為車、炮共有17種走步(直9橫8),為了多出的一種走步就要增加一個bit實在是有點太浪費了,所以就將第17種走步列為特殊情況。
特例情況:2個bit,直接表示該棋子的第17種走步,這邊將第17種走步設為往前9格。

例:000001 -> 00 0001 -> 第一個的第2種走步(往右2)
10 -> 第一個的第17種走步(往前9)

當只有收到兩次震動時,就是特殊情況,2碼就代表棋子,因為走步已經固定了。

這樣震動次數最多就為6次,而且非常的好記,只要記得各棋種是幾碼,回想一下他的棋子數量與走步方式就知道怎麼去切割,歡迎各位肛之棋士採用此編碼能有效保護您的括約肌

我寫了一個簡易的轉換程式範例CCSP,如果覺得有趣的話麻煩幫我的「賽」project按個星吧!

實驗結果

接下來就是眾所期待的實驗階段了!!!!!!!
但是非常可惜的找不到志願者,所以目前尚未有實驗結果,也非常歡迎大家報名當志願者。
當然我們不是用什麼「肛珠」,我找到了一個更好的方式,那就是震動鞋墊,一雙不到500台幣,如下圖:

image

image
圖片來源為蝦皮賣場,但那個賣場下架了...我找不到原始圖源了...

現在很多比賽都會有安檢,萬一那個探測棒揮到你屁股時開始叫,那得多尷尬,藏在腳底就非常難被發現,並且可以一腳接收訊息一腳發送訊息,發送訊息時踩腳的動作也比使用括約肌自然多了。

祭品文:
只要這篇超過50個讚或是我的「賽」project超過50顆星,我就請我在當youtuber的好友直接拍成影片上傳與大家分享,他說超過100讚100顆星他會認真考慮塞屁股。

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Reference

其他電腦對局通訊方式

寫完才發現漏掉了一個很重要的事情,如果大家想要參加電腦對局競賽要特別注意,各遊戲的對戰方式不同,有些熱門的遊戲都有對戰平台,雙方可以直接連線對戰,這樣會快很多,不用一手一手在那邊輸入,在寫程式時就要記得按照這些平台的通訊協定規範來寫。


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