Python猜数字游戏：集成高级AI对手

Python猜数字游戏：集成高级AI对手

游戏设计与AI算法

基本规则

游戏的基本规则保持不变：系统生成一个1到100之间的随机数，玩家和AI轮流尝试猜测这个数字，系统根据每次猜测提供反馈。

高级AI算法

这个高级AI它维护一个概率分布，并根据每次猜测的反馈来调整这个分布。这种方法允许AI更智能地猜测，更接近人类的猜测方式。

代码实现与解析

让我们详细查看下面的代码实现，以及每部分代码的功能：

import random
import numpy as np  # 导入NumPy库

class AdvancedAI:
    def __init__(self, lower_bound, upper_bound):
        # 初始化AI的猜测范围和概率分布
        self.lower_bound = lower_bound
        self.upper_bound = upper_bound
        self.prob_distribution = np.ones((upper_bound - lower_bound + 1,)) / (upper_bound - lower_bound + 1)
        self.guess_range = list(range(lower_bound, upper_bound + 1))

    def update_distribution(self, guess, feedback):
        # 根据反馈更新概率分布
        if feedback == "太大了":
            self.prob_distribution[self.guess_range.index(guess):] *= 0.5
        elif feedback == "太小了":
            self.prob_distribution[:self.guess_range.index(guess) + 1] *= 0.5
        self.prob_distribution /= np.sum(self.prob_distribution)

    def make_guess(self):
        # 基于当前概率分布进行猜测
        return np.random.choice(self.guess_range, p=self.prob_distribution)

def feedback_for_guess(guess, target):
    # 提供猜测的反馈
    if guess < target:
        return "太小了"
    elif guess > target:
        return "太大了"
    else:
        return "正确"

def guess_number_game_with_advanced_ai():
    number_to_guess = random.randint(1, 100)
    attempts = 0
    ai = AdvancedAI(1, 100)

    print("欢迎来到猜数字游戏！")
    print("我已经想好了一个1到100之间的数字。")

    while True:
        # 玩家猜测
        try:
            guess = int(input("请输入你的猜测: "))
        except ValueError:
            print("请输入一个有效的数字。")
            continue

        attempts += 1
        player_feedback = feedback_for_guess(guess, number_to_guess)

        if player_feedback == "正确":
            print(f"恭喜你！正确答案就是{
      
      number_to_guess}。")
            print(f"你共尝试了{
      
      attempts}次。")
            break
        else:
            print(player_feedback)

        # AI猜测
        ai_guess = ai.make_guess()
        print(f"AI猜测的数字是：{
      
      ai_guess}")
        ai_feedback = feedback_for_guess(ai_guess, number_to_guess)
        ai.update_distribution(ai_guess, ai_feedback)

        if ai_feedback == "正确":
            print("AI猜对了！")
            break
        attempts += 1

if __name__ == "__main__":
    guess_number_game_with_advanced_ai()

代码注释

• AdvancedAI 类：定义了AI的行为。它使用概率分布来决定每次的猜测。
• update_distribution 方法：根据每次猜测的反馈更新概率分布。
• make_guess 方法：基于当前的

概率分布进行猜测。

• feedback_for_guess 函数：根据猜测和目标数字提供反馈。
• guess_number_game_with_advanced_ai 函数：游戏的主要逻辑，包括玩家的输入和AI的猜测。

让我们模拟一次运行上述高级AI猜数字游戏的情景。在这个示例中，我们假设游戏生成的目标数字是42。以下是可能的一次游戏运行结果：

欢迎来到猜数字游戏！
我已经想好了一个1到100之间的数字。
请输入你的猜测: 60
太大了，再试试看！
AI猜测的数字是：55
太大了，再试试看！
请输入你的猜测: 30
太小了，再试试看！
AI猜测的数字是：40
太小了，再试试看！
请输入你的猜测: 45
太大了，再试试看！
AI猜测的数字是：43
太大了，再试试看！
请输入你的猜测: 42
恭喜你！正确答案就是42。
你共尝试了5次。

在这个运行示例中，玩家和AI轮流猜测数字。每次猜测后，游戏都会提供反馈，指示数字是太大、太小还是正确。AI的猜测基于其维护的概率分布进行，而玩家则根据自己的直觉或策略猜测。最终，玩家在第五次尝试中猜中了数字。

AI算法原理

AI通过维护一个概率分布来决定其猜测。这个分布根据之前的猜测不断更新，从而让AI可以根据已有的信息做出更加合理的猜测。当AI猜测一个数字时，它会根据这个数字的大小相应地调整概率分布，降低不太可能的数字的概率，并重新标准化这个分布。