如何解决2048游戏的复杂性?

时间:2014-03-19 13:19:25

标签: algorithm logic artificial-intelligence game-theory

修改:此问题与What is the optimal algorithm for the game 2048?

不重复

他们是完全不同的问题。我对于迈向胜利​​需要采取哪些步骤并不感兴趣。州 - 我有兴趣了解是否可以计算出可能的步骤总数。


我一直在阅读有关游戏question2048,其中讨论了创建能够很好地玩游戏的算法的策略。

接受的答案提到:

  

游戏是一个离散的状态空间,完美的信息,像棋一样的回合制游戏

这让我想到了它的复杂性。对于像国际象棋这样的确定性游戏,它可以(在理论上)计算出导致胜利状态和向后工作的所有可能的动作,选择最能保持领先于该结果的动作。我知道这会导致大量可能的移动(在宇宙中原子数范围内的东西)..但是2048或多或少复杂?

Psudocode:

for the current arrangement of tiles
    - work out the possible moves
    - work out what the board will look like if the program adds a 2 to the board
    - work out what the board will look like if the program adds a 4 to the board
    - move on to working out the possible moves for the new state

在这一点上,我想我会在这里等待一段时间来运行...

所以我的问题是 - 我将如何开始编写这种算法 - 什么策略最适合计算游戏的复杂性?

我在2048年和国际象棋之间看到的最大区别是,当添加新的牌时,程序可以在2到4之间随机选择 - 这似乎增加了大量额外的可能移动。

最终,我希望程序输出一个数字,显示游戏中可能的排列数量。这可能吗?!

1 个答案:

答案 0 :(得分:7)

让我们确定有多少可能的电路板配置。

每个图块可以为空,也可以包含2,4,8,...,512或1024图块。

每个瓷砖有12种可能性。有16个瓦片,所以我们得到16个 12 = 2 48 可能的板状态 - 这很可能包括一些无法到达的板块。

假设我们可以将所有这些存储在内存中,我们可以从所有电路板状态向后工作,这些状态将在下一步移动中生成2048磁贴,执行一定量的工作以将可达的电路板状态相互链接,这应该给出我们是每个州的概率最佳举措。

要将所有位存储在存储器中,假设我们每个磁贴需要4位,即64位=每个板状态8个字节。

2 48 电路板状态将需要8 * 2 48 = 2251799813685248字节= 2048 TB(更不用说增加开销以跟踪最佳电路板)。这有点超出了现在的台式电脑,虽然它可能巧妙地限制在任何给定时间所需的电路板数量,以达到适合3 TB硬盘驱动器的功能,或者可能甚至在RAM中。


供参考,chess has an upper bound of 2155 possible positions


如果我们从一开始就实际计算每一个可能的移动(以类似breadth-first search的方式),我们就会获得大量的数字。

这不是确切的数字,而是对上限的粗略估计。

让我们做一些假设:(这绝对不是真的,但为了简单起见)

  • 总共有15个空方

  • 您总是有4个动作(左,右,上,下)

  • 一旦电路板上所有瓷砖的总和达到2048,就需要最少的组合数才能获得一个2048(因此,如果放置2使得总和为2048,则组合将为2 - > 4 - > 8 - > 16 - > ... - > 2048,即进行10次移动)

  • A 2将永远被放置,永远不会是4 - 算法不会假设这一点,但是,为了计算上限,我们将会这样做。

  • 我们不会考虑在此过程中可能会产生重复的电路板。

要达到2048,需要放置2048/2 = 1024个瓷砖。

你从2个随机放置的瓷砖开始,然后重复移动并放置另一个瓷砖,所以大约有1022'转'(转弯包括移动和瓷砖放置),直到我们得到2048的总和,然后还有10个回合才能获得2048瓦。

在每个回合中,我们有4个移动,并且可以在15个位置中的一个中放置两个瓦片中的一个(30种可能性),因此4 * 30 = 120种可能性。

这总共会给我们120个 1032 可能的状态。

如果我们假设总是放置4,我们得到120 519 状态。


计算完全数字可能会涉及到所有这些状态,但实际上并不可行。

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