Python 极小极大逻辑工作缓慢

在参加哈佛大学的CS-50课程后，我正在使用带有alpha-beta修剪的minimax算法编程Tic-Tac-Toe。 我的逻辑是完美的，除了minimax的返回时间（特别是在第一次呼叫时，只有一个玩家在玩）。我正在考虑将minimax的额外递归调用替换为max/min值。我想强调的是，对于我来说，minimax的速度相对较慢（大约0.5秒）

导入数学
导入副本
导入时间
X=“X”
O=“O”
空=无
def初始_状态（）：
"""
返回板的开始状态。
"""
return[[EMPTY，EMPTY，EMPTY]，
[空，空，空]，
[空，空，空]]
def播放器（板）：
"""
返回棋盘上下一回合的玩家。
"""
如果电路板==初始状态（）：
返回X
X_计数器=0
O_计数器=0
对于板中的行：
对于行中的单元格：
如果单元格==X：
X_计数器+=1
elif单元==O：
O_计数器+=1
如果X_计数器>O_计数器，则返回O，否则返回X
def行动（委员会）：
"""
返回板上可用的所有可能操作（i，j）的集合。
"""
可能的移动=设置（）
对于范围（3）中的i：
对于范围（3）内的j：
如果董事会[i][j]为无：
可能的移动。添加（（i，j））
返回可能的移动
def结果（董事会、行动）：
"""
返回在板上移动（i，j）所产生的板。
"""
新板=复制。深度复制（板）
新手板[动作[0]][动作[1]]=玩家（棋盘）
返回新船
def优胜者（董事会）：
"""
返回游戏的赢家（如果有）。
"""
如果板[0][0]==板[0][1]==板[0][2]！=无：#1、2、3
返回板[0][0]
如果板[1][0]==板[1][1]==板[1][2]！=无：#4、5、6
返回板[1][0]
如果板[2][0]==板[2][1]==板[2][2]！=无：#7、8、9
返回板[2][0]
如果板[0][0]==板[1][0]==板[2][0]！=无：#1、4、7
返回板[0][0]
如果板[0][1]==板[1][1]==板[2][1]！=无：#2、5、8
返回板[0][1]
如果板[0][2]==板[1][2]==板[2][2]！=无：#3、6、9
返回板[0][2]
如果板[0][0]==板[1][1]==板[2][2]！=无：#1、4、7
返回板[0][0]
如果板[0][2]==板[1][1]==板[2][0]！=无：#3、5、7
返回板[0][2]
一无所获
def终端（板）：
"""
如果游戏结束，则返回True，否则返回False。
"""
def检查图（电路板）：
对于板中的行：
对于行中的单元格：
如果单元格为无：
返回错误
返回真值
如果获胜者（棋盘）不是无或勾选抽签（棋盘）：#或有人赢了，或有抽签
返回真值
返回错误
def实用程序（板）：
"""
如果X赢了游戏，则返回1；如果O赢了，则返回1；否则返回0。
"""
临时=优胜者（董事会）
如果温度==X：
返回1
elif温度==O：
返回-1
返回0
def minimax（电路板）：
"""
返回棋盘上当前玩家的最佳动作。
"""
选项=操作（板）
如果玩家（棋盘）=X：
vT=-math.inf
move=set（）
关于选项中的操作：
v、 count=minvalue（结果（电路板，动作），-math.inf，math.inf，0）
如果v>vT：
vT=v
移动=动作
其他：
vT=math.inf
move=set（）
关于选项中的操作：
v、 count=maxvalue（结果（板，动作），-math.inf，math.inf，0）
如果vβ：
打破
返回v，计数+1
def最小值（电路板、alpha、beta、计数）：
"""
递归计算给定电路板的最小值和最大值
"""
如果终端（板）：返回实用程序（板），计数+1
v=math.inf
posactions=操作（板）
对于posactions中的操作：
vret，count=maxvalue（结果（板、动作）、alpha、beta、count）
v=最小值（v，vret）
β=最小值（v，β）
如果α>β：
打破
返回v，计数+1

而不是：

def player(board):
    """
    Returns player who has the next turn on a board.
    """
    if board == initial_state():
        return X
    X_counter = 0
    O_counter = 0
    for row in board:
        for cell in row:
            if cell == X:
                X_counter += 1
            elif cell == O:
                O_counter += 1
    return O if X_counter > O_counter else X

您可以通过以下方式获得什么样的性能：

def player(board):
    """
    Returns player who has the next turn on a board.
    """
    counts = collections.Counter(cell for row in board for cell in row if cell)
    return O if counts.get(X, 0) > counts.get(O, 0) else X

一个问题可能会出现，为什么提高球员的表现可能会有很大的不同

为了计算第一步，我计算了每个方法被调用的次数：

[('winner', 53673), ('player', 30442), ('result', 30441), ('terminal', 30441), ('utility', 23232), ('maxvalue', 16248), ('actions', 14419), ('minvalue', 14193), ('minimax', 1)]

我们可以看到，

player（）

经常被调用。下一个候选对象显然是

winner（）

，因为它比

player（）

调用得更频繁。我们可以观察到，

winner（）

仅由

terminal（）

和

utility（）

调用。此外，我们可以观察到，

terminal（）

和

utility（）

只能一起调用，如下所示：

if terminal(board): return utility(board), count+1

那么，让我们看看我们是否可以做些什么来组合它们

那么：

def terminal(board):
    """
    Returns True if game is over, False otherwise.
    """
    is_winner = winner(board)

    if is_winner == X:
        return 1

    if is_winner == O:
        return -1

    if not actions(board):
        return 0

    return None

我们可以像这样使用它：

who_wins = terminal(board)
if who_wins is not None: return who_wins, count+1

这可以减轻

winner（）的压力。

：

这比已经缩短的时间减少了25%

---

在我的系统上，原始代码（平均）第一步需要2.5秒。通过这些简单的更新，相同的推荐移动平均在0.001秒内生成。

与其执行

EMPTY=None

，不如只执行

None

？哦，这样就有了样板代码了？你能指出哪些零件是给你的，哪些零件是你手上的吗？有几点效率低下

who_wins = terminal(board)
if who_wins is not None: return who_wins, count+1

[('player', 30442), ('result', 30441), ('terminal', 30441), ('winner', 30441), ('maxvalue', 16248), ('actions', 14419), ('minvalue', 14193), ('minimax', 1)]