ox_game2

--[[
  แปลงมาจาก OX.py ในหนังสือ Artificial Intelligence
  with Machine Learning ของ รศ.ดร.ปริญญา สงวนสัตย์
]]
--version 2 ปรับปรุงใหม่ให้สั้นขึ้นนิดนึง แก้ส่วน ai
--[[
  เปลี่ยน table O กับ X ให้เก็บ boolean แทนเลขช่อง
  แล้วเรียกใช้ index แทนเพื่อความสะดวกการใช้งาน
  ลดการใช้ลูปลง
]]
--แก้เพิ่มเติม v1
local O = {false,false,false,false,false,false,false,false,false}
local X = {false,false,false,false,false,false,false,false,false}
local win = {{1,2,3},
            {4,5,6},
            {7,8,9},
            {1,4,7},
            {2,5,8},
            {3,6,9},
            {1,5,9},
            {3,5,7}}
--[[
เอาออก
local map = {"[_]","[_]","[_]",
            "[_]","[_]","[_]",
            "[_]","[_]","[_]"}
]]
local rnd = math.random
local max = math.max

--เพิ่ม function การปัดเศษ
local floor = math.floor

--ทำเรียกใช้ table function สะดวกขึ้น
local add = table.insert
local unpak = table.unpack
local concat = table.concat

--แก้ bug ของรุ่น 1 ปรับให้สั้นลงไม่ต้องใช้ลูป
function all(t1, t2)
  --ให้ t1 เป็น O หรือ X
  return t1[t2[1]] and t1[t2[2]] and t1[t2[3]]
end

--แก้ให้ code สั้นลงไม่ต้องใช้ลูป
function any(t1, t2)
  --ให้ t1 เป็น O หรือ X
  local t = 0
  --(เงื่อนไข and จริง or เท็จ) เหมือน (เงื่อนไข?จริง:เท็จ) ใน C
  t = t + (t1[t2[1]] and 1 or 0)
  t = t + (t1[t2[2]] and 1 or 0)
  t = t + (t1[t2[3]] and 1 or 0)
  return t  --คืนค่าเป็นจำนวนของต่าที่เป็นจริงของ t1 ที่มี index เป็นสมาชิกของ t2
end

--เอาส่วนของการสุ่มเลือกใน string ออกเพราะไม่ได้ใช้
function randomChoice(args)
  --if type(args) == "table" then
    return args[rnd(#args)]
  --elseif type(args) == "string" then
    --local p = rnd(#args)
    --return args:sub(p,p)
  --end
end

function checkWin(P)
  for _, w in pairs(win) do
    if all(P, w) then
      return true
    end
  end
  return false
end

--ลดเหลือลูปเดียวสร้าง map สด
function displayOX()
  local newMap = {}
  for i = 1, 9, 3 do
    newMap[i] = O[i] and "[O]" or (X[i] and "[X]" or "[_]")
    newMap[i+1] = O[i+1] and "[O]" or (X[i+1] and "[X]" or "[_]")
    newMap[i+2] = O[i+2] and "[O]" or (X[i+2] and "[X]" or "[_]")
    print(newMap[i]..newMap[i+1]..newMap[i+2])
  end
end

function ai()
  --เปลี่ยน validMove เป็นแบบเดียวกับ O กับ X แต่เก็บค่าเริ่มต้นเป็น true
  local validMove = {true,true,true,true,true,true,true,true,true}
  for i = 1, 9 do
    validMove[i] = not (O[i] or X[i]) and validMove[i]
  end
--เพิ่ม v1 หาแถวที่มี X สองตำแหน่งและไม่มี O คืนค่าเป็นตำแหน่งที่ว่างในแถวนั้น
  for _, w in pairs(win) do
    local cX = any(X,w)
    for _, v in pairs(w) do
      if cX == 2 and validMove[v] then
        return v
      end
    end
  end
--##########
  local V = {-100,-100,-100,-100,-100,-100,-100,-100,-100}
  for i, v in ipairs(validMove) do
    --validMove มีสมาชิก 9 ตัวเลยเพิ่มเงื่อนไขให้ทำเฉพาะช่องที่มีค่าเป็น true
    if v then
      local tempX, criticalMove = {unpak(X)}, {}  --ให้ tempX เป็น clone ของ X
      tempX[i] = v                                --เพิ่มตำแหน่งเดินของ X โดยเปลี่ยน tempX[i] ด้วยค่าใน validMove[i]
      V[i], criticalMove = evalOX(O,tempX)        --หา critiMove และคำนวณทางเลือกในตาเดินต่างๆ (V[i])
      if #criticalMove > 0 then                   --ถ้า O ใกล้ชนะ (มีสองตัวในชุดใดชุดหนึ่งของ table win)
        --แก้ v1 เอาออกไปใช้ส่วนข้างบน
        --ส่วนที่เพิ่มให้ ai ถึง O จะใกล้ชนะแต่เป็นตาของ X ถ้าเลือกแล้วชนะเกมก็ให้ใช้ค่านี้ไม่ต้องไปเลือกใน criticalMove อีก
        --if checkWin(tempX) then
          --return i
        --end
        --จบส่วนที่เพิ่ม
        --##########
        --ส่วนข้างล่างนี้น่าจะเผื่อสำหรับตารางเกิน 3x3 หรือเปล่าเพราะ
        --criticalMove จะมี O อยู่สองตำแหน่งว่างหนึ่งไม่ต้องจับใส่ list
        --แล้วสุ่มเลือกก็ได้มั๊งแต่ช่างเถอะเอาตามตัวอย่าง
        local move = {}
        for _, c in pairs(criticalMove) do
          --เปลี่ยนการตรวจสอบ validMove
          if validMove[c] then                    --ถ้าตำแหน่งใน criticalMove อยู่ในตาที่สามารถเดินได้ให้เพิ่มตำแหน่งนั้นใน move
            --แก้ v1 เอาออก
            --add(move,c)
            --แก้ v1 เปลี่ยนเป็นคืนค่าตำแหน่งที่ว่างในแถวของ criticalMove เพราะมีตัวเดียว
            return c
            --##########
          end
        end
        --แก้ v1 เอาออก
        --return randomChoice(move)
        --##########
      end
    end
  end
  --นี่เป็นส่วนคำนวณ โดยสุ่มจากตัวเลือกที่ดีที่สุด (ตำแหน่งที่มีค่ามากที่สุดใน V)
  local maxV = max(unpak(V))
  local imaxV = {}
  for i, v in pairs(V) do
    if v == maxV then
      add(imaxV,i)
    end
  end
  return randomChoice(imaxV)
end

function evalOX(o,x)
  local SO, SX, criticalMove =calSOX(o,x)
  --คำนวณโอกาสในตำแหน่งเดินนั้น
  --(1 + (จำนวนรวมของ X ในทุกแถวที่ X มีโอกาสชนะ) - (จำนวนรวมของ O ในทุกแถวที่ O มีโอกาสชนะ))
  return (1 + SX - SO), criticalMove
end

function calSOX(o,x)
  local SO, SX = 0, 0
  local criticalMove = {}
  for _, w in pairs(win) do
    local cO = any(o,w)          --หาจำนวนของ O ที่อยู่ใน w (table ย่อยใน Win)
    local cX = any(x,w)          --หาจำนวนของ X ที่อยู่ใน w (table ย่อยใน Win)
    if cX == 0 then              --ถ้าไม่มี X ในแถวนั้น (แปลว่ามีโอกาสที่ O จะชนะในแถวนั้น)
      SO = SO + cO               --เก็บค่าจำนวนรวมของ O ในแต่ละแถว
      if cO == 2 then            --ถ้าจำนวนของ O ในแถวนั้นเป็น 2
        print("critical", "{".. concat(w,",").."}")
        criticalMove = w         --แสดงว่าแถวนั้นเป็น critical ที่ X ต้องกันเพื่อไม่ให้ O ชนะ
      end
    end
    if cO == 0 then              --ถ้าไม่มี O ในแถวนั้น (แปลว่ามีโอกาสที่ X จะชนะในแถวนั้น)
      SX = SX + cX               --เก็บค่าจำนวนรวมของ X ในแต่ละแถว
    end
  end
  return SO, SX, criticalMove
end

while true do
  io.write("Choose position [1-9]: ")
  local move = tonumber(io.read())
  print("")
  local validMove = true
  goto checkMove
  ::chooseAgain::
  io.write("Bad move: choose position [1-9]: ")
  move = tonumber(io.read())
  print("")
  ::checkMove::
  if not move then
    goto chooseAgain
  --elseif move > 9 or move < 1 then
    --goto chooseAgain
  --else
    --เพิ่มการปัดเศษทศนิยมกรณีป้อนค่าเป็นเลขทศนิยม
    --move = floor(move)
  --end
  --แก้ v1 ปัดเศษก่อนแล้วค่อยเทียบค่า
  else
    move == floor(move)
    if move > 9 or move < 1 then
      goto chooseAgain
    end
  end
  --##########
  --แก้ให้เทียบค่า O[move] แทน
  --for _, v in pairs(O) do
    --if move == v then
    --if O[move] then
      --goto chooseAgain
    --end
  --end
  --แก้ให้เทียบค่า X[move] แทน
  --for _, v in pairs(X) do
    --if move == v then
    --if X[move] then
      --goto chooseAgain
    --end
  --end
  --แก้ v1 เอาลูปออกแล้วปรับเป็นเงื่อนไขเดียว
  if O[move] or X[move] then
    goto chooseAgain
  end
  --##########
  --เปลี่ยนจาก insert table O เป็นเลือกตำแหน่งที่ O[move] ให้เป็น true แทน
  O[move] = true
  displayOX()
  if checkWin(O) then
    print("O win")
    break
  end
  --เปลี่ยนจากนับจำนวนสมาชิกใน O กับ X เป้นการตรวจ true/false แทนตามการเปลี่ยน O กับ X
  local d = true
  for i = 1, 9 do
    d = (O[i] or X[i]) and d
  end
  if d then
    print("Draw")
    break
  end
  --จบส่วนที่เปลี่ยนกรณีเสมอ
  --เปลี่ยนจาก insert table X เป็นเลือกตำแหน่งที่ X[ai()] ให้เป็น true แทน
  X[ai()] = true
  displayOX()
  if checkWin(X) then
    print("X win")
    break
  end
  --ตัดส่วนนี้ออกเพราะ O เริ่มก่อน O ลงสุดท้ายถึงจะเสมอได้ไม่ต้องตรวจหลังตาเดินของ X
  --if #O + #X == 9 then
    --print("Draw")
    --break
  --end
end