【Unity】第三回 オセロAI開発 〜モンテカルロ法を用いたAIの作成〜【ゲームAI】

        /// <summary>
        /// 指定回数ゲームを行い、勝利した回数を返却する
        /// </summary>
        /// <param name="stoneStates">ストーン状態配列</param>
        /// <param name="checkStoneState">置くストーン状態</param>
        /// <param name="checkStoneIndex">置く位置</param>
        /// <param name="playCount">ゲームをプレイする回数</param>
        /// <returns>勝利した回数</returns>
        private static int GetPlayGameWinCount(StoneState[,] stoneStates, StoneState checkStoneState, StoneIndex checkStoneIndex, int playCount)
        {
            // 別スレッドでも動作するようSystemの乱数を使用
            var random = new Random();

            // 勝利した回数をカウントする
            var winCount = 0;
            for (var i = 0; i < playCount; i++)
            {
                // 勝敗が決まるまでゲームを行う
                var activeStoneState = checkStoneState;
                var activeStoneStates = StoneCalculator.GetPutStoneState(stoneStates, activeStoneState, checkStoneIndex.X, checkStoneIndex.Z);
                while (true)
                {
                    // 手番を交代して置くことが可能なストーン状態を取得
                    activeStoneState = GetReverseStoneState(activeStoneState);
                    var canPutStonesIndex = StoneCalculator.GetAllCanPutStonesIndex(activeStoneStates, activeStoneState);
                    if (canPutStonesIndex == null || canPutStonesIndex.Count == 0)
                    {
                        // 置けなくなったらゲーム終了
                        break;
                    }
                    // ランダムで置く
                    var randomIndex = random.Next(0, canPutStonesIndex.Count);
                    var selectStoneIndex = canPutStonesIndex[randomIndex];
                    activeStoneStates = StoneCalculator.GetPutStoneState(activeStoneStates, activeStoneState, selectStoneIndex.X, selectStoneIndex.Z);
                }

                // 勝利判定を行う
                if (StoneCalculator.GetWinStoneState(activeStoneStates) == checkStoneState)
                {
                    winCount++;
                }
            }
            return winCount;
        }

        /// <summary>
        /// モンテカルロ法によるストーンの探索
        /// </summary>
        /// <param name="stoneStates">ストーン状態配列</param>
        /// <param name="putStoneState">置くストーン状態</param>
        /// <param name="playCount">プレイする回数</param>
        /// <returns>探索したストーン</returns>
        public static StoneIndex SearchMonteCarloStone(StoneState[,] stoneStates, StoneState putStoneState, int playCount)
        {
            // 探索したストーン
            StoneIndex resultStoneIndex = null;

            // 置くことが可能なストーン
            var maxWinCount = -1; // 勝った数
            var canPutStoneIndex = StoneCalculator.GetAllCanPutStonesIndex(stoneStates, putStoneState);
            foreach (var putStoneIndex in canPutStoneIndex)
            {
                // 置いた場合に勝った数を求める
                var winCount = GetPlayGameWinCount(stoneStates, putStoneState, putStoneIndex, playCount);
                if (maxWinCount < winCount)
                {
                    maxWinCount = winCount;
                    resultStoneIndex = putStoneIndex;
                }
            }
            return resultStoneIndex;
        }

        /// <summary>
        /// 選択するストーンを考える
        /// </summary>
        private async void StartThinkAsync()
        {
            // 考える時間
            await UniTask.Delay(200);

            // ストーンを探索
            SelectStoneIndex = await SearchStoneTask();
        }

        /// <summary>
        /// ストーン探索処理
        /// </summary>
        /// <returns></returns>
        private async UniTask<StoneIndex> SearchStoneTask()
        {
            await UniTask.SwitchToThreadPool(); // 時間がかかるため別スレッドで実行
            var result = AIAlgorithm.SearchMonteCarloStone(StoneStates, MyStoneState, 100);
            await UniTask.SwitchToMainThread();
            return result;
        }

        /// <summary>
        /// ストーン探索処理
        /// </summary>
        private async UniTask<StoneIndex> SearchStoneTask()
        {
            // 時間がかかるため別スレッドで実行
            await UniTask.SwitchToThreadPool();

            // 序盤はMiniMax、終盤はモンテカルロ法で探索する
            var gameRate = StoneCalculator.GetGameRate(StoneStates);
            var result = gameRate <= 0.8f
                ? AIAlgorithm.SearchNegaAlphaStone(StoneStates, MyStoneState, 3, true)
                : AIAlgorithm.SearchMonteCarloStone(StoneStates, MyStoneState, 100);

            await UniTask.SwitchToMainThread();
            return result;
        }