チェスアプリ開発(12) キャスリングの実装

2020-05-092021-02-16

プログラミング

Python

アプリ開発

チェス

Python プログラムで動かすフェアリーチェスアプリ開発、連載第11回です。

はチェスの特殊ルールのひとつ、プロモーションを実装しました。

今回はキャスリングという特殊ルールを実装していきます。

キャスリングとは

castling と書き、キングの入城という意味です。

キングとルークを一手で同時に動かすことができますが、動き方や条件が決まっています。

キャスリングの条件は次の通りです。

キングが一歩も動いたことがない
キャスリングに関わるルークが一歩も動いたことがない
キャスリングに関わるルークとキングの間に駒がひとつもない
キング・キングが通るマス・キングの移動先のマスが敵の駒に攻撃されていない

キャスリングの動きは、キングサイドキャスリングとクイーンサイドキャスリングの２通りがあります。

いずれの場合でも、キングがルーク側に２歩動き、ルークがキングの反対側の隣のマスに回り込むという動きをします。

キャスリングの条件を定義

キャスリングの条件を満たさなければキャスリングはできません。

まずはキャスリングの条件を定義します。

キングとキャスリングに関わるルークが一度でも動くと、その方向へのキャスリングはできなくなります。

各方向へのキャスリングが可能かどうかを表す変数を定義します。

main.py1class Game:
2    def __init__(self):
3        ...
4        # キャスリング
5        # キャスリングのポテンシャルが残っているか
6        self.can_castling = {'W': [True, True], 'B': [True, True]}
7        ...
8    ...
9　
10    def main(self):
11        ...
12            if target and target.color == self.playersturn:
13                ...
14                # キングが動いた
15                # 白
16                if target.name == 'WK':
17                    self.can_castling['W'] = [False, False]
18                # 黒
19                if target.name == 'BK':
20                    self.can_castling['B'] = [False, False]
21                # ルークが動いた
22                # 白
23                if target.name == 'WR':
24                    # クイーンサイド
25                    if startpos[0] == 0:
26                        self.can_castling['W'][0] = False
27                    # キングサイド
28                    if startpos[0] == 7:
29                        self.can_castling['W'][1] = False
30                # 黒
31                if target.name == 'BR':
32                    # クイーンサイド
33                    if startpos[0] == 0:
34                        self.can_castling['B'][0] = False
35                    # キングサイド
36                    if startpos[0] == 7:
37                        self.can_castling['B'][1] = False
38                ...

この変数を使うことで、特定の方向へのキャスリングが可能かどうかが判定できますね。

次は、キャスリングの条件を定義したを作ります。

main.py1class Game:
2    ...
3    def castling_requirements(self, piece, endpos, side, gameboard):
4        '''
5        キャスリングの条件を満たすとき，True
6        side == 0 -> aファイル側
7        side == 1 -> hファイル側
8
9        Parameters
10        ----------
11        piece : obj
12            駒．キングでなければ return は False．
13        endpos : tuple > (int, int)
14            終了位置．絶対座標．
15        side : int > 0, 1
16            0 -- クイーンサイド
17            1 -- キングサイド
18        gameboard : dict > {(int, int): obj, ...}
19            盤面．
20
21        Returns
22        -------
23        bool
24        '''
25        common_req = (self.can_castling[piece.color][side]  # キャスリングに関与する駒が一度も動いていない
26            and not self.is_check(piece.color, gameboard))  # キングがチェックされていない
27        # 白のキャスリング
28        if piece.color == 'W':
29            piece_req = (piece.name == 'WK'
30                and (7*side, 0) in gameboard
31                and gameboard[(7*side, 0)].name == 'WR')
32            # クイーンサイド
33            if side == 0:
34                special_req = (endpos == (2, 0)
35                    # キングとルークの間に駒がない
36                    and (1, 0) not in self.gameboard
37                    and (2, 0) not in self.gameboard
38                    and (3, 0) not in self.gameboard
39                    # and キングが通過するマスが敵に攻撃されていない
40                    )
41            # キングサイド
42            if side == 1:
43                special_req = (endpos == (6, 0)
44                    # キングとルークの通過するマスに駒がない
45                    and (6, 0) not in self.gameboard
46                    and (5, 0) not in self.gameboard
47                    # and キングが通過するマスが敵に攻撃されていない
48                    )
49        # 黒のキャスリング
50        if piece.color == 'B':
51            piece_req = (piece.name == 'BK'
52                and (7*side, 7) in gameboard
53                and gameboard[(7*side, 7)].name == 'BR')
54            # クイーンサイド
55            if side == 0:
56                special_req = (endpos == (2, 7)
57                    # キングとルークの通過するマスに駒がない
58                    and (1, 7) not in self.gameboard
59                    and (2, 7) not in self.gameboard
60                    and (3, 7) not in self.gameboard
61                    # and キングが通過するマスが敵に攻撃されていない
62                    )
63            # キングサイド
64            if side == 1:
65                special_req = (endpos == (6, 7)
66                    # キングとルークの通過するマスに駒がない
67                    and (6, 7) not in self.gameboard
68                    and (5, 7) not in self.gameboard
69                    # and キングが通過するマスが敵に攻撃されていない
70                    )
71　
72        return common_req and piece_req and special_req

さて、まだ「キングが通るマス・キングの移動先のマスが敵の駒に攻撃されていない」という条件を表現しなければなりません。

キングの通過するマスが敵に攻撃されていない

キャスリングで通るマスにキングを仮に動かして、その状態でチェック状態になるかどうか確認し、

どの場合でもチェックにならなければ True となるような関数を作り、これを利用します。

castling_requirements()メソッドの内部でしか使わないので、内部で関数を定義しています。

main.py1def castling_requirements(self, piece, endpos, side, gameboard):
2    ...
3    def create_tmp_board(startpos_y, endpos):
4        '''
5        キングの通過するマスが攻撃されていないことを確認するために，
6        キングがそのマスに動いたときに攻撃されるかを見るための
7        仮の盤面を出力する
8        
9        Parameters
10        ----------
11        startpos_y : int
12            開始位置y座標．
13        endpos : tuple > (int, int)
14            終了位置．絶対座標．
15
16        Returns
17        -------
18        gameboard_tmp : dict > {(int, int): obj, ...}
19        '''
20        gameboard_tmp = copy(gameboard)
21        if (4, startpos_y) in gameboard_tmp:
22            gameboard_tmp[endpos] = gameboard_tmp[(4, startpos_y)]
23            del gameboard_tmp[(4, startpos_y)]
24        return gameboard_tmp
25    
26    def path_is_not_attacked(startpos_y, king_route):
27        '''
28        キングが通るマスのどれかが相手の駒に攻撃されていれば False を返す
29
30        Parameters
31        ----------
32        startpos_y : int
33            開始位置y座標．
34        king_route : list > [int, ...]
35            キングが通る位置x座標のリスト．
36
37        Returns
38        -------
39        bool
40        '''
41        for pos in king_route:
42            if self.is_check(piece.color, create_tmp_board(startpos_y, (pos, startpos_y))):
43                return False
44        return True
45    
46    common_req = (self.can_castling[piece.color][side]  # キャスリングに関与する駒が一度も動いていない
47            and not self.is_check(piece.color, gameboard))  # キングがチェックされていない
48        # 白のキャスリング
49        if piece.color == 'W':
50            piece_req = (piece.name == 'WK'
51                and (7*side, 0) in gameboard
52                and gameboard[(7*side, 0)].name == 'WR')
53            # クイーンサイド
54            if side == 0:
55                special_req = (endpos == (2, 0)
56                    # キングとルークの間に駒がない
57                    and (1, 0) not in self.gameboard
58                    and (2, 0) not in self.gameboard
59                    and (3, 0) not in self.gameboard
60                    # キングが通過するマスが敵に攻撃されていない
61                    and path_is_not_attacked(0, [2, 3])
62                    )
63            # キングサイド
64            if side == 1:
65                special_req = (endpos == (6, 0)
66                    # キングとルークの通過するマスに駒がない
67                    and (6, 0) not in self.gameboard
68                    and (5, 0) not in self.gameboard
69                    # キングが通過するマスが敵に攻撃されていない
70                    and path_is_not_attacked(0, [6, 5])
71                    )
72        # 黒のキャスリング
73        if piece.color == 'B':
74            piece_req = (piece.name == 'BK'
75                and (7*side, 7) in gameboard
76                and gameboard[(7*side, 7)].name == 'BR')
77            # クイーンサイド
78            if side == 0:
79                special_req = (endpos == (2, 7)
80                    # キングとルークの通過するマスに駒がない
81                    and (1, 7) not in self.gameboard
82                    and (2, 7) not in self.gameboard
83                    and (3, 7) not in self.gameboard
84                    # キングが通過するマスが敵に攻撃されていない
85                    and path_is_not_attacked(7, [2, 3])
86                    )
87            # キングサイド
88            if side == 1:
89                special_req = (endpos == (6, 7)
90                    # キングとルークの通過するマスに駒がない
91                    and (6, 7) not in self.gameboard
92                    and (5, 7) not in self.gameboard
93                    # キングが通過するマスが敵に攻撃されていない
94                    and path_is_not_attacked(7, [6, 5])
95                    )
96　
97        return common_req and piece_req and special_req

これで、castling_requirements()はキャスリングの条件を満たすときのみ True を返すメソッドとなりました。

キャスリング可能なとき、キングの動けるマスを追加

動ける位置を出力しているvalid_moves()メソッドを書き換えます。

main.py1def valid_moves(self, piece, startpos, gameboard):
2    ...
3    # キャスリング
4    for endpos in [(2, 0), (6, 0), (2, 7), (6, 7)]:
5        if self.castling_requirements(piece, endpos, 0, gameboard):
6            result += [endpos]
7        if self.castling_requirements(piece, endpos, 1, gameboard):
8            result += [endpos]
9    ...

これでキャスリングの条件を満たすときにのみ、キングの移動先にキャスリングの移動先が追加されました。

この時点では、まだルークが動きませんので、ルークの動きを追加していきます。

ルークを動かす

キングは正常に動いているので、盤面を更新するときにルークの位置を適切に処理すれば大丈夫です。

盤面の更新の処理が定義されているrenew_gameboard()メソッドを書き換えます。

main.py1def renew_gameboard(self, startpos, endpos, gameboard):
2    ...
3    # キャスリング
4    if (gameboard[endpos].abbr == 'K'
5            and abs(startpos[0] - endpos[0]) == 2):
6        # クイーンサイド
7        # 白
8        if endpos == (2, 0):
9            del gameboard[(0, 0)]
10            gameboard[(3, 0)] = Rook('W', 'WR')
11        # 黒
12        if endpos == (2, 7):
13            del gameboard[(0, 7)]
14            gameboard[(3, 7)] = Rook('B', 'BR')
15        # キングサイド
16        # 白
17        if endpos == (6, 0):
18            del gameboard[(7, 0)]
19            gameboard[(5, 0)] = Rook('W', 'WR')
20        # 黒
21        if endpos == (6, 7):
22            del gameboard[(7, 7)]
23            gameboard[(5, 7)] = Rook('B', 'BR')

キャスリングが起こるのはキングが２歩動いたときのみであることを利用しています。

位置によってキャスリングが起こる箇所を判定し、ルークを消して別の位置に新たなルークを置いています。

これでキャスリングの実装が完成しました！

今回の変更も GitHub に上げておきます。

これでようやく、普通のチェスができるようになりました！

いったんきりがついたので、はちょっとプログラムを整形したいと思います。

お読みいただきありがとうございました。

ではまた