JavaScript中国象棋程序（2） - 校验棋子走法

“JavaScript中国象棋程序” 这一系列教程将带你从头使用JavaScript编写一个中国象棋程序。这是教程的第2节。

程序的最终效果点击这里查看。

这一系列共有9个部分：

0、JavaScript中国象棋程序（0）- 前言

1、JavaScript中国象棋程序（1）- 界面设计

2、JavaScript中国象棋程序（2）- 校验棋子走法 

3、JavaScript中国象棋程序（3）- 电脑自动走棋

4、JavaScript中国象棋程序（4）- 极大极小搜索算法

5、JavaScript中国象棋程序（5）- Alpha-Beta搜索

6、JavaScript中国象棋程序（6）- 克服水平线效应、检查重复局面

7、JavaScript中国象棋程序（7）- 置换表

8、JavaScript中国象棋程序（8）- 进一步优化

这一节介绍棋子的走法。改进之后的程序，可以连续走动红方棋子，但要符合象棋规则。黑方（电脑方）暂时还不能回应。

2.1、走法表示

一个走法包括起点和终点，分别用sqSrc和pcDst表示一维棋局数组中的起点和终点。很容易想到，使用数组[sqSrc, pcDst]表示一个走法。但程序将来会处理大量的走法，使用数组表示走法太浪费内存。由于sqSrc和pcDst都是不超过255的整数（因为一维棋盘数组的大小是256），可以将sqSrc和pcDst压缩到一个整数中，算法如下：

function MOVE(sqSrc, sqDst) {
  return sqSrc + (sqDst << 8);
}

如果想从压缩后的整数中，重新获取起点和终点，可分别使用以下函数：

// 获取走法的起点
function SRC(mv) {
  return mv & 255;
}

// 获取走法的终点
function DST(mv) {
  return mv >> 8;
}

2.2、判断目标位置是否有本方棋子

如果目标位置有本方棋子，那么该走法肯定是不合法的。

设置一个变量pcSelfSide。走棋方为红方时pcSelfSide=8，走棋方为黑方时pcSelfSide=16。在上一节提到过：

红方棋子 & 8 = 1

黑方棋子 & 16 = 1

(终点棋子 & pcSelfSide) != 0 就说明终止位置有本方棋子，走法不合法。

另外，我们设置七个全局变量：

var PIECE_KING = 0; // 将
var PIECE_ADVISOR = 1; // 士
var PIECE_BISHOP = 2; // 象
var PIECE_KNIGHT = 3; // 马
var PIECE_ROOK = 4; // 车
var PIECE_CANNON = 5; // 炮
var PIECE_PAWN = 6; // 卒

来对棋子编号。例如，只要满足：

棋子数值 - pcSelfSide = PIECE_KING

那么这个棋子就是将（帅）。使用同样的方法，可以判断出其他六种棋子。

2.3、校验将（帅）的走法

将的走法有四个方向，如下图所示：

在一维数组中，1、2、3、4几个方向的起点和终点分别满足以下等式：

pcDst = sqSrc - 16

pcDst = sqSrc - 1

pcDst = sqSrc + 1

pcDst = sqSrc + 16

将（帅）的走法需要满足下面这两个条件：

（1）、终点sqSrc位于九宫

可使用一个辅助数组，标识出所有合法的位置。

var IN_FORT_ = [
  0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
  0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
  0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
  0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
  0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
  0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
  0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
  0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
  0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
  0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
  0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
  0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
  0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
  0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
  0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
  0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
]; 

判断是否在九宫，使用函数

function IN_FORT(sq) {
  return IN_FORT_[sq] != 0;
}

（2）、pcDst - sqSrc等于-16、-1、1、16其中的一个。

设置一个数组16×32的一维数组

var LEGAL_SPAN = [
                       0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
  0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
  0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
  0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
  0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
  0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
  0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
  0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
  0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
  0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
  0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
  0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
  0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
  0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
  0, 0, 0, 0, 0, 3, 0, 0, 0, 3, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
  0, 0, 0, 0, 0, 0, 2, 1, 2, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
  0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
  0, 0, 0, 0, 0, 0, 2, 1, 2, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
  0, 0, 0, 0, 0, 3, 0, 0, 0, 3, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
  0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
  0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
  0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
  0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
  0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
  0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
  0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
  0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
  0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
  0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
  0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
  0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
  0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
  0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,
];

在该数组中，（-16 + 256）、（-1 + 256）、（1 + 256）、（16 + 256）四个位置是1，其他位置都不是1。校验函数如下

function KING_SPAN(sqSrc, sqDst) {
  return LEGAL_SPAN[sqDst - sqSrc + 256] = = 1;
}

2.4、校验士的走法

士的走法也是四个方向，如下所示

士的4个方向分别满足以下等式：

pcDst = sqSrc - 17

pcDst = sqSrc - 15

pcDst = sqSrc + 15

pcDst = sqSrc + 17

士的走法需要满足下面这两个条件：

（1）、终点sqSrc位于九宫

这与将（帅）的判断方法相同

（2）、pcDst - sqSrc等于-17、-15、15、17其中的一个

在上面提到的辅助数组LEGAL_SPAN中，（-17 + 256）、（-15 + 256）、（15 + 256）、（17 + 256）四个位置是2，其他位置都不是2。检验函数如下

function ADVISOR_SPAN(sqSrc, sqDst) {
  return LEGAL_SPAN[sqDst - sqSrc + 256] == 2;
}

2.5、校验象的走法

象的四个走法如下图所示，黑三角是相应的象眼位置

象的4个方向分别满足以下等式：

pcDst = sqSrc - 34

pcDst = sqSrc - 30

pcDst = sqSrc + 30

pcDst = sqSrc + 34

象的走法需要满足下面三个条件：

（1）、象不能过河

在程序中，棋局被表示为大小为256的一维数组，一半棋盘位于0到127，另一半位于128到255。

128的二进制是1000 0000，右起第八位是1。128到255这些数的二进制，右起第8位都是1；0到127这些数的二进制，右起第8位都是0。因此，如果象没过河，也就是pcDst和sqSrc位于相同的一半棋盘，那么

(sqSrc ^ sqDst)二进制的右起第八位是0，((sqSrc ^ sqDst) & 256)等于0。判断函数如下：

// 如果从起点sqSrc到终点sqDst没有过河，则返回true；否则返回false
function SAME_HALF(sqSrc, sqDst) {
  return ((sqSrc ^ sqDst) & 0x80) == 0;
}

（2）、pcDst - sqSrc等于-34、-30、34、30其中的一个

在上面提到的辅助数组LEGAL_SPAN中，（-34 + 256）、（-30 + 256）、（30 + 256）、（34 + 256）四个位置是3，其他位置都不是3。检验函数如下

function BISHOP_SPAN(sqSrc, sqDst) {
  return LEGAL_SPAN[sqDst - sqSrc + 256] == 3;
}

（3）、象眼无棋子

象眼位于sqSrc和sqDst的中点，判断(sqSrc + sqDst)/2 的位置是否有棋子即可。

2.6、校验马的走法

马的8个走法如下图所示，黑三角是相应的马脚位置

马的8个方向满足以下等式：

pcDst = sqSrc - 33

pcDst = sqSrc - 31

pcDst = sqSrc - 18

pcDst = sqSrc + 14

pcDst = sqSrc - 14

pcDst = sqSrc + 18

pcDst = sqSrc + 31

pcDst = sqSrc + 33

对应的马脚分别位于：

sqSrc - 16

sqSrc - 16

sqSrc - 1

sqSrc - 1

sqSrc + 1

sqSrc + 1

sqSrc + 16

sqSrc + 16

马的走法需要满足下面两个条件：

（1）、pcDst - sqSrc等于-33、-31、-18、14、-14、18、31、33其中的一个

（2）、对应马脚的位置没有棋子

我们使用一个新的辅助数组，来判断马的走法是否合法。

var KNIGHT_PIN_ = [
                              0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,
  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,
  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,
  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,
  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,
  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,
  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,
  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,
  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,
  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,
  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,
  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,
  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,
  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,
  0,  0,  0,  0,  0,  0,-16,  0,-16,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,
  0,  0,  0,  0,  0, -1,  0,  0,  0,  1,  0,  0,  0,  0,  0,  0,
  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,
  0,  0,  0,  0,  0, -1,  0,  0,  0,  1,  0,  0,  0,  0,  0,  0,
  0,  0,  0,  0,  0,  0, 16,  0, 16,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,
  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,
  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,
  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,
  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,
  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,
  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,
  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,
  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,
  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,
  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,
  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,
  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,
  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,
  0,  0,  0,  0,  0,  0,  0,
];

该数组在（-33 + 256）、（-31 + 256）、（-18 + 256）、（14 + 256）、（-14 + 256）、（18 + 256）、（31 + 256）、（33 + 256）这8个位置分别存放了-1、-1、-16、-16、1、1、16、16，其他位置都是0。

设置变量sqPin满足：

sqPin = sqSrc + KNIGHT_PIN_[sqDst - sqSrc + 256]

如果马的走法满足条件（1），那么spPin就是马脚的位置；否则sqPin = sqSrc。

因此马的走法合法，只需要满足sqPin != sqSrc并且sqPin位置无棋子。

2.7、校验车、炮的走法

车的走法如下图所示：

沿着四条直线走，每个方向可一直向前走，直到：

（1）、走出棋盘

（2）、碰到本方棋子

（3）、吃掉对方棋子

例如方向1，每走一步都是在起点基础上-1；方向2是在起点基础上-16；方向3是在起点基础上+1；方向4是在起点基础上+16。

炮与车的行棋规则类似，也可以沿一个方向一直向前走，不过遇到棋子时，要越过去（也就是翻山）。翻山后，炮只能吃对方棋子，不能落到空位置。

具体校验算法可参看代码。

2.8、校验卒（兵）的走法

红兵的走法如下图所示：

过河前，只能向前走。过河后，可以左右走。

（1）、判断是否过河

以红方为例，红方是向上走。如果红方过河，则会走到棋盘0到127的位置，此时所处位置的二进制表示，右起第8位是0。（因为128的二进制是1000 0000，这与之前讲过的SAME_HALF函数类似）

判断函数如下：

// sp是棋子位置，sd是走棋方（红方0，黑方1）。如果该位置已过河，则返回true；否则返回false。
function AWAY_HALF(sq, sd) {
  return (sq & 0x80) == (sd << 7);

}

如果兵已经过河，是可以左右走的，满足下面条件的走法一定合法：

AWAY_HALF(sq, sd) && (sqDst == sqSrc - 1 || sqDst == sqSrc + 1)

（2）、判断兵（卒）是否是向前走了一步

红兵向前走一步是sqSrc - 16，黑卒向前走一步是sqSrc + 16。可用如下函数得到兵（卒）向前一步的位置：

// sp是棋子位置，sd是走棋方（红方0，黑方1）。返回兵（卒）向前走一步的位置。
function SQUARE_FORWARD(sq, sd) {
  return sq - 16 + (sd << 5);
}

因此，只要sqDst = = SQUARE_FORWARD(sq, sd)，说明兵（卒）是向前走了一步，走法合法。

2.9、核心代码说明

本节的代码可以在 Github 下载，也可以直接clone

git clone -b step-2 https://github.com/Royhoo/write-a-chinesechess-program

Board中新增或修改的主要属性和方法

（1）、sqSelected

当前被选中棋子的位置。

（2）、clickSquare(sq_)

用户点击棋盘时，我们分两种情况进行讨论：

1、当前棋盘上没有棋子被选中

也就是说sqSelected为0。如果点击的是己方棋子，那么直接选中该子

sqSelected = 点击的位置

2、当前棋盘上有棋子被选中

也就是说sqSelected不为0。如果这次点击的仍然是己方棋子，这说明用户重新选择了要走的棋子，

sqSelected = 新的点击的位置

如果这次点击的是对方棋子，或者是一个空位置，这说明用户是在走棋。起点是原来选中的位置，终点是当前选中的位置。

（3）、addMove(mv)

判断一步棋是否合法，如果合法，就执行这步棋。

Position中新增或修改的主要属性和方法

（1）、legalMove(mv)

判断步骤是否合法。合法返回true，非法返回false。