五子棋 AI 对战系统

基于 Java 实现的五子棋游戏，支持人机对战和双人对战模式，集成了 MiniMax 和 KataGomo 两种 AI 引擎。

🎮 功能特性

• 游戏模式

  • 人机对战：玩家 vs AI
  • 双人对战：玩家 vs 玩家
  • 先手选择：支持玩家先手或 AI 先手

• AI 引擎

  • MiniMax：速度快，落子即时，支持3档难度选择
  • KataGomo (AlphaZero)：棋力强，思考时间较长，基于神经网络

• 游戏操作

  • 悔棋功能
  • 重新开始（切换先手）
  • 返回主页
  • 实时比分统计

• 界面特性

  • 现代风格 UI 设计
  • 胜利动画效果
  • 玩家头像显示
  • 实时提示信息

🛠️ 技术栈

• 语言：Java 8+
• UI 框架：Swing
• AI 算法：MiniMax + Alpha-Beta 剪枝 + 置换表 + 杀手棋
• 外部引擎：KataGomo（基于 GTP 协议通信）

📁 项目结构

Gobang/
├── src/main/java/
│   ├── Controller/          # 控制器层
│   │   ├── GameController.java      # 游戏主控制器
│   │   └── ChessInputListener.java  # 棋盘点击监听器
│   ├── logic/               # 业务逻辑层
│   │   ├── GameSystem.java          # 游戏核心逻辑
│   │   └── EvaluatorRule.java       # 评估函数
│   ├── State/               # 状态管理
│   │   └── GameState.java           # 游戏状态对象
│   ├── ai/                  # AI 引擎模块
│   │   ├── AI_Engine.java           # AI 引擎接口
│   │   ├── Minimax/                 # MiniMax 实现
│   │   │   ├── MiniMaxEngine.java
│   │   │   ├── TranspositionTable.java
│   │   │   └── ZobristHash.java
│   │   └── KataGomo/                # KataGomo 接口
│   │       └── KataGomoEngine.java
│   ├── ui/                  # 界面层
│   │   ├── GameGui.java             # 游戏主界面
│   │   ├── StartPage.java           # 开始页面
│   │   ├── ToastNotification.java   # 提示组件
│   │   └── ModernConfirmDialog.java # 确认对话框
│   └── utils/               # 工具类
│       ├── GameConstants.java       # 常量定义
│       ├── BoardUtils.java          # 棋盘工具
│       └── SoundManager.java        # 音效管理
├── resources/               # 资源文件
│   └── images/              # 头像图片
└── out/                     # 编译输出目录

🚀 快速开始

编译项目

cd Gobang
javac -d out -sourcepath src/main/java src/main/java/**/*.java

运行游戏

java -cp out ui.StartPage

运行 AI 对战测试

java -cp out test.AIVsAITest

🎯 使用说明

开始游戏

1. 运行程序，进入开始页面
2. 选择游戏模式：人机对战或双人对战
3. 选择先手玩家（黑棋或白棋）
4. 选择 AI 引擎（仅人机对战）
   • MiniMax：速度快，适合快速对战
   • KataGomo：棋力强，适合挑战高难度

游戏操作

• 落子：点击棋盘上的空位
• 悔棋：点击悔棋按钮（可撤销上一步）
• 重新开始：点击重新开始按钮（切换先手）
• 返回主页：点击返回按钮（返回开始页面）

AI 难度设置

• 简单：MiniMax 搜索深度 3
• 中等：MiniMax 搜索深度 5
• 困难：MiniMax 搜索深度 7

🧠 AI 技术实现

MiniMax 优化技术

优化技术	作用
Alpha-Beta 剪枝	减少搜索树节点数量
置换表	缓存已计算的棋盘状态
Zobrist 哈希	快速计算棋盘唯一标识
杀手棋	优先搜索导致剪枝的走法
迭代加深	逐步加深搜索深度，支持时间控制
分层 Bucket 排序	按权重分组优先搜索

KataGomo 集成

• 通过 GTP（Go Text Protocol）协议与外部进程通信
• 支持进程预热，减少首次进入游戏等待时间
• 进程复用机制，避免重复创建进程

KataGomo 模型导入教程

环境要求

要求	说明
GPU	NVIDIA GPU，支持 CUDA 12.x
CUDA Toolkit	版本 12.0 或更高
操作系统	Windows 10/11 64位

下载引擎文件

1. 访问 KataGomo 官方发布页面：https://github.com/hzyhhzy/KataGomo/releases

2. 下载适合您系统的版本：

   • 文件名格式：kata-gomo-xxx-win64.zip（xxx 为版本号）
   • 包含文件：gom15x_trt.exe、各种 CUDA DLL 文件

目录结构设置

项目根目录下已包含 engine 文件夹，且已配置好 gtp.cfg 配置文件：

Gobang/
├── engine/                    # KataGomo 引擎目录（已配置）
│   ├── gom15x_trt.exe         # 15x15 五子棋推理引擎
│   ├── gtp.cfg                # GTP 协议配置文件（已配置）
│   ├── zhizi_renju28b_s1600.bin.gz  # 模型文件
│   ├── nvinfer_10.dll         # NVIDIA TensorRT DLL
│   ├── nvinfer_builder_resource_10.dll
│   ├── nvrtc64_120_0.dll
│   ├── nvJitLink_120_0.dll
│   ├── nvinfer_plugin_10.dll
│   ├── nvinfer_lean_10.dll
│   ├── nvonnxparser_10.dll
│   ├── nvjpeg64_12.dll
│   ├── nvrtc-builtins64_128.dll
│   └── msvcr110.dll           # Visual C++ 运行时
├── src/
├── resources/
└── out/

注意：engine 目录已存在且包含 gtp.cfg 配置文件，无需手动创建。

CUDA 环境配置

1. 安装 NVIDIA 显卡驱动（版本 >= 530.00）
2. 安装 CUDA Toolkit 12.0 或更高版本
3. 确保以下环境变量已正确设置：

# 设置 CUDA 路径（示例）
$env:PATH += ";C:\Program Files\NVIDIA GPU Computing Toolkit\CUDA\v12.0\bin"
$env:PATH += ";C:\Program Files\NVIDIA GPU Computing Toolkit\CUDA\v12.0\libnvvp"

验证安装

1. 运行游戏程序
2. 在开始页面选择 KataGomo 作为 AI 引擎
3. 如果配置正确，引擎会自动初始化并预热
4. 如果出现错误，请检查：
   • 引擎目录是否存在且文件完整
   • CUDA 环境变量是否正确
   • GPU 是否支持 CUDA

注意：首次启动 KataGomo 引擎可能需要等待几秒钟进行模型加载和预热。

📊 AI 对战测试

运行 test.AIVsAITest 可以进行 AI 对战测试：

• MiniMax（黑棋/先手） vs KataGomo（白棋）
• 搜索深度：8 层
• 默认进行 100 局对战
• 输出每局结果和胜率统计

🤝 贡献指南

欢迎提交 Issue 和 Pull Request！

开发规范

1. 遵循 Java 代码规范
2. 使用 Javadoc 注释
3. 保持代码简洁清晰
4. 添加必要的单元测试

📄 许可证

MIT License

🙋‍♂️ 联系方式

qq邮箱:2037436957@qq.com 如有问题或建议，请提交 Issue。

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Enjoy playing Gobang! 🎮