正则表达式实现的2层极大极小国际象棋引擎

本文介绍了一个完全由84,688个正则表达式组成的国际象棋引擎实现,通过创新的正则表达式CPU设计,能够进行2层极大极小搜索并生成合法走法。

正则表达式实现的2层极大极小国际象棋引擎

概述

这个项目构建了一个完全由正则表达式组成的国际象棋引擎,包含84,688个有序执行的正则表达式转换规则。该系统通过创新的"正则表达式CPU"设计,能够解析棋盘状态并生成合法的走法决策。

核心设计

正则表达式CPU架构

  1. 状态表示:将计算机状态编码为单一字符串,包含程序栈和所有变量
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%%
#stack:
栈顶元素
第二栈元素
...
#变量1: 值1
#变量2: 值2
  1. 基本指令集
  • push(const):将常量压入栈顶
  • pop():弹出栈顶元素
  • lookup(var):读取变量值到栈顶
  • assign_pop(var):将栈顶值赋给变量
  1. 分支执行
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def cond(tag):
    return [(r"%(%\n#stack:\nTrue)", r"%\1`"),
            (r"%(\n#stack:\nFalse)", tag+r"\1`"),
            (r"\n(True|False)`\n", "\n")]

SIMD并行处理

通过全局正则表达式匹配实现多线程并行:

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%%
#stack:
线程1数据
%%
#stack: 
线程2数据

国际象棋引擎实现

并行走法生成

  1. 兵走法示例
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def pawn_moves():
    pawnpos_list = find_all_pawns()  # 查找所有兵位置
    for _ in range(8):  # 最多8个兵
        if not pawn_list.is_empty():
            pawn_pos = pawnpos_lst.remove_first()
            fork_inactive("waiting")  # 为每个兵创建并行状态
  1. 状态转换
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初始状态:
%%
#board: rnbqkbnr/pppppppp/8/8/8/8/PPPPPPPP/RNBQKBNR
#pawnpos_lst: d2;e2;f2;

处理后状态:
%%
#pawnpos: d2
%%
#pawnpos: e2 
%%
#pawnpos: f2

极大极小搜索

  1. 走法验证:通过并行生成所有可能走法并筛选合法走法
  2. 评分系统:每个候选位置获得评分,选择最优解
  3. 2层搜索
    • 第一层:生成计算机所有可能走法
    • 第二层:对每个走法生成对手最佳回应
    • 选择使对手最佳回应最不利的走法

性能优化

  1. 变量管理:及时删除中间变量减少内存占用(从10GB降至300MB)
  2. 高效正则:精确匹配模式提升2倍性能
  3. 专用指令:将常用操作组合为单一正则指令

技术价值

该项目展示了:

  • 正则表达式的图灵完备性
  • 非常规计算模型的设计方法
  • 国际象棋引擎的基础算法实现
  • 大规模正则表达式系统的构建技术

完整代码已开源,包含2000行测试用例验证引擎正确性。

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