Hayanagi

Hayanagi は、C++17 で実装した USI プロトコル対応の最小構成将棋エンジンです。

• USI の id name は Hayanagi
• CMake の生成実行ファイル名は hayanagi
• 合法手生成、終局判定、基本的な探索、bench / perft をひととおり実装

GitHub 上で読みやすいように、ビルド手順と実装範囲を先にまとめています。内部構成の詳細は後半に記載しています。

動作要件

• CMake 3.16 以上
• C++17 対応コンパイラ
  • GCC / Clang / MSVC を想定

ビルド

cmake -S . -B build -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release
cmake --build build

生成物は build/hayanagi に出力されます。

実行例

./build/hayanagi

usi
isready
usinewgame
position startpos
perft depth 2 divide
bench nodes 10000
go nodes 5000
quit

usi に対しては少なくとも次のように応答します。

id name Hayanagi
id author OpenAI
option name MultiPV type spin default 1 min 1 max 32
option name Threads type spin default 1 min 1 max 128
usiok

実装範囲

合法手生成

• 成り
• 打ち駒
• 二歩
• 行き所のない駒の打ち / 移動の禁止
• 打ち歩詰めの禁止
• 王手回避、両王手、ピンされた駒の移動制限を直接生成

終局判定

• 千日手
• 連続王手の千日手
• 持将棋の点数判定
• 手数上限による引き分け判定（MaxMovesToDraw）
• 入玉ルール切り替え（EnteringKingRule）

USI / 追加コマンド

• usi
• isready
• usinewgame
• position startpos moves ...
• position sfen ... moves ...
• go depth N
• go movetime N
• go nodes N
• go ponder ...
• go wtime ... btime ... byoyomi ...
• setoption name USI_OwnBook value <bool>
• setoption name BookDir value <path>
• setoption name BookFile value <file>
• setoption name USI_Ponder value <bool>
• setoption name MultiPV value N
• setoption name Threads value N
• setoption name MinimumThinkingTime value N
• setoption name NetworkDelay value N
• setoption name NetworkDelay2 value N
• setoption name SlowMover value N
• setoption name ResignValue value N
• setoption name MaxMovesToDraw value N
• setoption name EnteringKingRule value <rule>
• setoption name GenerateAllLegalMoves value <bool>
• stop
• ponderhit
• quit
• bench depth N
• bench nodes N
• bench current depth N
• perft N
• perft depth N divide

実装済みの主要オプションは次のとおりです。

• USI_OwnBook
• BookDir
• BookFile
• MultiPV
• Threads
• Hash
• USI_Ponder
• MinimumThinkingTime
• NetworkDelay
• NetworkDelay2
• SlowMover
• ResignValue
• MaxMovesToDraw
• EnteringKingRule
• GenerateAllLegalMoves

USI_OwnBook を有効にすると（デフォルトで有効）、go 時に定跡ファイルを参照し、現局面にヒットすれば探索せずに定跡手を返します。定跡ファイルはやねうら王の DB2016 フォーマット（#YANEURAOU-DB2016 1.00）に対応しています。BookDir で定跡フォルダ（デフォルトは実行ファイルからの相対パス book）、BookFile で定跡ファイル名（デフォルトは standard_book.db）を指定します。BookFile に no_book を指定すると定跡を無効にできます。

MultiPV を有効にすると、info ... multipv N pv ... を順位ごとに出力します。GenerateAllLegalMoves は互換性維持のため残していますが、現在は探索強度を落とさないよう no-op です。

通常探索の info には depth / score cp / nodes / time / nps / pv を出力します。

USI_Ponder を有効にすると、通常探索の bestmove は bestmove <move> ponder <move> を返します。go ponder で始めた探索は ponderhit または stop を受けるまで bestmove を返しません。

実装概要

Position

• 9x9 盤面、持ち駒、手番を保持します。
• startpos / sfen の読み込み、USI 指し手の適用、合法手生成を担当します。
• 盤面配列に加えて色別・駒種別ビットボードを持ち、王手検出、ピン判定、合法手生成をビットボード主導で行います。
• 玉の回避手、単王手時の合駒・駒取り制限、ピンされた駒の移動制限を、局面全体の後段フィルタではなく直接生成で処理します。
• 1 手ごとの合法性確認で局面コピーを多用しないよう、玉移動の被攻撃判定は専用の軽量経路に分けています。

Search

• 反復深化付きの negamax + alpha-beta 探索を行います。
• Threads > 1 のときは root move 単位で並列探索します。
• Hash オプションでサイズ変更できる lockless 共有置換表、PVS、quiescence search、SEE ベースの着手順序、killer/history heuristic、LMR、null-move pruning を使って探索効率を上げています。
• 短手数の詰みは専用の王手限定探索で先に検出します。
• 評価関数は駒得に加え、駒の前進度、利きの広さ、敵陣進出、手駒価値、玉の安全度を見ます。

Book

• やねうら王の定跡フォーマット（#YANEURAOU-DB2016 1.00）を読み込みます。
• SFEN 文字列をキーとして定跡手を検索します。

UsiEngine

• usi / isready / position / go / stop / quit を処理します。
• 探索はワーカースレッドで実行し、stop に反応できる構成にしています。
• isready 時に定跡ファイルを読み込み、go 時に定跡を参照します。
• bench と perft を内蔵しており、GUI 接続前の自己確認にも使えます。

既知の制約

• 探索は最小構成で、評価関数も簡易です。
• USI には引き分けを返す専用の bestmove がないため、千日手・持将棋など現在局面でゲーム終了と判定した場合は info string terminal ... を出した上で bestmove resign を返します。
• perft は nodes に加えて captures / promotions / checks / mates を出力します。
• bench は各局面と合計について nodes / time / nps / hashfull を出力し、nodes N 指定で固定ノード数ベンチとして使えます。