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minimax.py

@@ -0,0 +1,232 @@
+from math import sqrt
+
+class Minimax:
+    """Définition de l'algorithme minimax."""
+    def __init__(self, terminale: list, humain: str, ordinateur: str) -> None:
+        self.terminale = terminale
+        self.MIN = humain
+        self.MAX = ordinateur
+
+    def evaluation(self, nbAlign: list) -> list:
+        """
+        `p` -> position
+
+        `nbAlign_i(p, J)` -> le nombre d'alignements réalisables, par le joueur `J`, pour lesquels il a déjà `i` symboles posés.
+
+        f(p) = (3.nbAlign_2(p, humain) + nbAlign_1(p, humain)) - (3.nbAlign_2(p, ordinateur) + nbAlign_1(p, ordinateur))
+        """
+        pass
+
+    def terminale(self, etat: list) -> bool:
+        """Vrai si la partie est terminé."""
+        return etat in self.terminale
+
+    def casesVide(self, p: list) -> list: # c'est une liste de coordonées
+        """Renvoie la liste des cellules vides depuis un état."""
+        pass
+
+    def main(self, n: int, p: list, j: str) -> list: # p state, n depth, j player
+        """Évaluation de `p` à une profondeur `n` (joueur j)."""
+        if self.terminale(p) or n == 0: # si p terminale ou n = 0
+            f = self.evaluation(p)
+        else: # = si n > 0
+            for Pm in self.casesVide(p):
+                x, y = Pm[0], Pm[1]
+                p[x][y] = j
+                score = self.main(p, n - 1, -j)
+                p[x][y] = 0
+                score[0], score[1] = x, y
+
+                if j == self.MAX:
+                    if score[2] > f[2]:
+                        f = score
+                else:
+                    if score[2] < f[2]:
+                        f = score
+
+        return f
+
+class Morpion(Minimax):
+    """
+    Implémentation de Minimax dans un Morpion.
+
+    Taille par défaut : `3x3`.
+
+    Joueur A est l'humain.
+
+    Joueur B est l'ordinateur.
+    """
+    def __init__(self, joueurA: str, joueurB: str, taille: tuple = (3, 3)) -> None:
+        self.plateau: list = self._definitionPlateau(taille[0], taille[1])
+        if len(self.plateau) == 0: # Gestion erreur du plateau
+            print("Taille du plateau invalide.")
+            return
+        self.nbCasesGagnantes = self._recuperationNbCasesGagnantes()
+        if len(joueurA) != 1 or len(joueurB) != 1: # Gestion erreur nom des joueurs
+            print("Nom des joueurs invalide.")
+            return
+        super().__init__(self._recuperationEtatsGagnants(), joueurA, joueurB)
+        self.joueurA = joueurA
+        self.joueurB = joueurB
+
+    def _definitionPlateau(self, x: int, y: int) -> list:
+        """
+        Renvoie un plateau en fonction de dimensions `x` et `y`
+
+        Valeur = int -> Cellule vide
+        """
+        if x <= 0 or y <= 0:
+            return []
+        plateau = []
+        numCase = 1
+        for i in range(y):
+            plateau.append([])
+            for _ in range(x):
+                plateau[i].append(numCase)
+                numCase += 1
+        return plateau
+
+    def _recuperationNbCasesGagnantes(self) -> int:
+        """
+        Renvoie le nombre de cases à aligné pour pouvoir gagner la partie.
+
+        Défini en fonction de la taille du plateau.
+        """
+        mini = len(self.plateau) # mini correspond au côté le plus petit
+        if len(self.plateau[0]) < mini:
+            mini = len(self.plateau[0])
+
+        res = round(sqrt(mini) * 2) # fonction qui grandit lentement, basé sur https://www.mathsisfun.com/sets/functions-common.html
+        if res > mini: # si res trouvé excède la taille du côté, alors c'est autant que la taille du côté
+            res = mini
+
+        return res
+
+    def _recuperationEtatsGagnants(self) -> list:
+        """Renvoie une liste de tous les états qui permettent de terminer la partie."""
+        self.plateau
+        pass
+
+    def afficher(self) -> None:
+        """Affiche le plateau."""
+        print("\n" * 5) # petit espace par rapport à ce que le terminale de l'utilisateur à afficher dernièrement
+        espace = f"\n {'-' * len(self.plateau[0]) * 5}-" # taille des lignes qui séparent les valeurs du plateau
+        for i in range(len(self.plateau)):
+            print(f"{espace[1:] if i == 0 else espace}", end = "\n ") # on retire le saut de ligne à la première itération
+            print("", end = "| ")
+            for j in range(len(self.plateau[i])):
+                n = self.plateau[i][j]
+                if type(n) == int:
+                    print(f"{n:02d}", end = " | ") # on rajoute un "0" au chiffre < 10 (comme en C avec `%02d`)
+                else:
+                    print("%02c" % n, end = " | ") # espace automatique pour pas décaler l'affichage (comme au dessus mais avec la syntaxe de python2)
+        print(espace)
+
+    def _terminer(self) -> bool:
+        """Vrai si la partie est terminée."""
+        fini = False
+        for i in range(len(self.plateau)):
+            for j in range(len(self.plateau[i])):
+                if type(self.plateau[i][j]) == str: # si case occupé par un joueur
+                    rechercheLigne = 0
+                    rechercheColonne = 0
+                    rechercheDiagonaleVersBas = 0
+                    rechercheDiagonaleVersHaut = 0
+                    joueur = self.plateau[i][j]
+                    while (rechercheLigne != -1) or (rechercheColonne != -1) or (rechercheDiagonaleVersHaut != -1) or (rechercheDiagonaleVersBas != -1):
+                        # -- recherche en ligne --
+                        if len(self.plateau[i]) - j - rechercheLigne >= self.nbCasesGagnantes - rechercheLigne: # s'il y a techniquement assez de cases devant pour gagner
+                            if self.plateau[i][j + rechercheLigne] == joueur:
+                                rechercheLigne += 1
+                            else: # si l'élément ne correspond pas au joueur c'est que il n'a pas gagné depuis cette case avec cette direction
+                                rechercheLigne = -1
+                        else: # sinon c'est que ça sert de continuer pour cette ligne
+                            rechercheLigne = -1
+
+                        if self.nbCasesGagnantes == rechercheLigne: # si on a trouvé autant de cases à la suite du même joueur qu'il en faut pour gagner
+                            rechercheLigne = -1
+                            fini = True
+
+                        # -- recherche colonne --
+                        if len(self.plateau) - i - rechercheColonne >= self.nbCasesGagnantes - rechercheColonne: # s'il y a techniquement assez de cases devant pour gagner
+                            if self.plateau[i + rechercheColonne][j] == joueur:
+                                rechercheColonne += 1
+                            else: # si l'élément ne correspond pas au joueur c'est que il n'a pas gagné depuis cette case avec cette direction
+                                rechercheColonne = -1
+                        else: # sinon c'est que ça sert de continuer pour cette ligne
+                            rechercheColonne = -1
+
+                        if self.nbCasesGagnantes == rechercheColonne: # si on a trouvé autant de cases à la suite du même joueur qu'il en faut pour gagner
+                            rechercheColonne = -1
+                            fini = True
+
+                        # -- recherche diagonale vers le bas --
+                        if (len(self.plateau) - i - rechercheDiagonaleVersBas >= self.nbCasesGagnantes - rechercheDiagonaleVersBas) and (len(self.plateau[i]) - j - rechercheDiagonaleVersBas >= self.nbCasesGagnantes - rechercheDiagonaleVersBas): # s'il y a techniquement assez de cases devant pour gagner
+                            if self.plateau[i + rechercheDiagonaleVersBas][j + rechercheDiagonaleVersBas] == joueur:
+                                rechercheDiagonaleVersBas += 1
+                            else: # si l'élément ne correspond pas au joueur c'est que il n'a pas gagné depuis cette case avec cette direction
+                                rechercheDiagonaleVersBas = -1
+                        else: # sinon c'est que ça sert de continuer pour cette ligne
+                            rechercheDiagonaleVersBas = -1
+
+                        if self.nbCasesGagnantes == rechercheDiagonaleVersBas: # si on a trouvé autant de cases à la suite du même joueur qu'il en faut pour gagner
+                            rechercheDiagonaleVersBas = -1
+                            fini = True
+
+                        # -- recherche diagonale vers le haut --
+                        if (len(self.plateau) >= self.nbCasesGagnantes) and (len(self.plateau[i]) - j - rechercheDiagonaleVersHaut >= self.nbCasesGagnantes - rechercheDiagonaleVersHaut): # s'il y a techniquement assez de cases devant pour gagner
+                            if self.plateau[i - rechercheDiagonaleVersHaut][j + rechercheDiagonaleVersHaut] == joueur:
+                                rechercheDiagonaleVersHaut += 1
+                            else: # si l'élément ne correspond pas au joueur c'est que il n'a pas gagné depuis cette case avec cette direction
+                                rechercheDiagonaleVersHaut = -1
+                        else: # sinon c'est que ça sert de continuer pour cette ligne
+                            rechercheDiagonaleVersHaut = -1
+
+                        if self.nbCasesGagnantes == rechercheDiagonaleVersHaut: # si on a trouvé autant de cases à la suite du même joueur qu'il en faut pour gagner
+                            rechercheDiagonaleVersHaut = -1
+                            fini = True
+
+                    if fini: # si partie finie ça ne sert a rien de continuer, donc on quitte la boucle
+                        break
+            if fini: # meme chose, on quitte la boucle si on a fini
+                break
+
+        return fini
+
+    def _demandeCase(self) -> int:
+        """Demande au joueur sur quelle case il veut poser sa pièce."""
+        prefix = f"({self.joueurA} - {self.nbCasesGagnantes} cases successives pour gagner)"
+        print(f"{prefix} Entrez le numéro de case que vous voulez jouer : ", end = "")
+        reponse = -1
+        while int(reponse) < 0:
+            erreur = ""
+            reponse = input()
+            if not reponse.isnumeric():
+                erreur = "pas un nombre"
+            elif int(reponse) > len(self.plateau) * len(self.plateau[0]):
+                erreur = "valeur trop grande"
+            elif int(reponse) == 0: # < 0 pas considéré comme un nombre avec la fonction `isnumeric`
+                erreur = "valeur trop petite"
+            if len(erreur) > 0:
+                print(f"{prefix} Valeur invalide ({erreur}), réessayez : ", end = "")
+                reponse = -1
+
+        return int(reponse)
+
+    def _placementPiece(self, joueur: str, n: int) -> None:
+        """Place la pièce d'un joueur dans le plateau."""
+        x = (n - 1) // len(self.plateau[0])
+        y = (n - 1) % len(self.plateau[0])
+        self.plateau[x][y] = joueur
+
+    def jouer(self) -> None:
+        """Lance la partie de Morpion."""
+        while not self._terminer(): # tant que la partie n'est pas terminé
+            self.afficher() # affichage du plateau
+            reponse = self._demandeCase() # on demande où le joueur veut posé sa pièce
+            self._placementPiece(self.joueurA, reponse) # on place la pièce du joueur
+        self.afficher() # affichage du plateau final
+        print("Partie terminé, un joueur a gagné !")
+
+if __name__ == '__main__': # Si on lance directement le fichier et on s'en sert pas comme module
+    Morpion('X', 'O', (6, 4)).jouer() # On lance la partie à l'instanciation du Morpion