用位板识别棋子

Question

当棋盘存储在各种位板中时，现代国际象棋引擎如何识别特定单元格上的类型/边子？我对此有疑问，因为要找出特定位的类型/侧面，我必须始终这样做：

if((bit_check & occupied) == 0ULL) ... // empty
else if((bit_check & white) != 0ULL) // white
    if((bit_check & white_pawns) != 0ULL) ... // white pawns
    else if((bit_check & white_rooks) != 0ULL) ... // white rooks
    ....
    else if((bit_check & white_kings) != 0ULL) ... // white kings
else if((bit_check & black) != 0ULL) // black
    if((bit_check & black_pawns) != 0ULL) ... // black pawns
    ....
    else if((bit_check) & black_kings) != 0ULL) ... // black kings

这是一个相当乏味的过程，并且必须执行多次（例如，在移动生成期间查看正在捕获的内容）。我不确定我是否应该这样做，或者简单地创建一个类型为Piece[64] 的 64 位数组是否会更快，这将固有地存储片段类型。

考虑到必须进行数百万次才能在搜索功能中进行捕获分析，这会更好。我做错了吗？

Answer 1

位检查本身很快；我主要担心的是分支。

相反，将uint64_t bitboards[12] 视为所有部分的 12 个位板的数组。这现在在内存中是连续的，可以循环扫描：

for (int i = 0; i != 12; ++i)
{
  if (bitboards[i] && bit_check) return i;
}
return -1; // empty.

分支预测器只有两个分支（循环和检查）更容易，并且连续内存优化了预取器。

明显的变化是检查位板 [0] 到 [5] 仅用于白色棋子，而 [6] 到 [11] 仅用于黑色棋子。

更微妙的变体：

uint64_t bitboards[13];
bitboards[12] = ~uint64_t(0);
for (int i = 0; /* NO TEST*/ ; ++i)
{
     if (bitboards[i] && bit_check) return i;
}

这将返回 12（标记值），而不是为空返回 -1。但是，这用更快的无条件分支替换了条件循环分支。这也意味着返回值总是int i。

另一个不相关的优化是识别棋子是最常见的棋子，因此对白棋子使用bitboards[0] 对黑棋子使用bitboards[1] 或bitboards[6] 更有效，具体取决于你是交错黑色还是白色件。

[编辑] 如果您有一个单独的用于color 的位板，则您不需要两个用于白色棋子和黑色棋子的位板。取而代之的是，为棋子设置一个位板。检查黑色棋子和两个值。 (bit_check & color & bitboard[0])。要检查白色棋子，请反转颜色 (bit_check & ~color & bitboard[0])

Answer 2

这是位板最慢的操作。但是，您很少需要执行它。

我看到您正在维护所有白色棋子的按位“或”white 和所有黑色棋子的按位“或”black。使用这些，您可以快速拒绝移动到自己的棋子上并轻松检测捕获。

在不太可能发生的捕获事件中，您必须测试 6 个敌方位板中的最多 5 个，因为应该已经排除了国王捕获。此外，这并不像您想象的那么乏味；在 64 位系统上，每个掩码仅是每个位板 1 次操作，然后是比较，因此 10 次整数操作。 And/Or 是处理器上最轻量级的一些操作。单独维护Piece[64] 会花费更多时间。

我相信没有其他情况（在引擎代码中）需要从给定的方格中获取pieceID。

位板的主要优点是移动生成和位置分析。没有什么可以比较的，所以无论如何你都会保持这个结构。