git.sesse.net Git - remoteglot/blob - Board.pm

   1 #! /usr/bin/perl
   2 #
   3 # There are too many chess modules on CPAN already, so here's another one...
   4 #
   5 use strict;
   6 use warnings;
   7
   8 package Board;
   9
  10 sub new {
  11         my ($class, @rows) = @_;
  12         my $board = [];
  13
  14         for my $row (0..7) {
  15                 for my $col (0..7) {
  16                         $board->[$row][$col] = substr($rows[$row], $col, 1);
  17                 }
  18         }
  19
  20         return bless $board;
  21 }
  22
  23 sub clone {
  24         my ($board) = shift;
  25         my $nb = [];
  26
  27         for my $row (0..7) {
  28                 $nb->[$row] = [ @{$board->[$row]} ];
  29         }
  30
  31         return bless $nb;
  32 }
  33
  34 # Returns a new board.
  35 sub make_move {
  36         my ($board, $from_row, $from_col, $to_row, $to_col, $promo) = @_;
  37         my $move = move_to_uci_notation($from_row, $from_col, $to_row, $to_col, $promo);
  38         my $piece = $board->[$from_row][$from_col];
  39         my $nb = $board->clone();
  40
  41         if ($piece eq '-') {
  42                 die "Invalid move $move";
  43         }
  44
  45         # white short castling
  46         if ($move eq 'e1g1' && $piece eq 'K') {
  47                 # king
  48                 $nb->[7][4] = '-';
  49                 $nb->[7][6] = $piece;
  50
  51                 # rook
  52                 $nb->[7][7] = '-';
  53                 $nb->[7][5] = 'R';
  54
  55                 return $nb;
  56         }
  57
  58         # white long castling
  59         if ($move eq 'e1c1' && $piece eq 'K') {
  60                 # king
  61                 $nb->[7][4] = '-';
  62                 $nb->[7][2] = $piece;
  63
  64                 # rook
  65                 $nb->[7][0] = '-';
  66                 $nb->[7][3] = 'R';
  67
  68                 return $nb;
  69         }
  70
  71         # black short castling
  72         if ($move eq 'e8g8' && $piece eq 'k') {
  73                 # king
  74                 $nb->[0][4] = '-';
  75                 $nb->[0][6] = $piece;
  76
  77                 # rook
  78                 $nb->[0][7] = '-';
  79                 $nb->[0][5] = 'r';
  80
  81                 return $nb;
  82         }
  83
  84         # black long castling
  85         if ($move eq 'e8c8' && $piece eq 'k') {
  86                 # king
  87                 $nb->[0][4] = '-';
  88                 $nb->[0][2] = $piece;
  89
  90                 # rook
  91                 $nb->[0][0] = '-';
  92                 $nb->[0][3] = 'r';
  93
  94                 return $nb;
  95         }
  96
  97         # check if the from-piece is a pawn
  98         if (lc($piece) eq 'p') {
  99                 # attack?
 100                 if ($from_col != $to_col) {
 101                         # en passant?
 102                         if ($board->[$to_row][$to_col] eq '-') {
 103                                 if ($piece eq 'p') {
 104                                         $nb->[$to_row - 1][$to_col] = '-';
 105                                 } else {
 106                                         $nb->[$to_row + 1][$to_col] = '-';
 107                                 }
 108                         }
 109                 }
 110                 if (defined($promo) && $promo ne '') {
 111                         if ($piece eq 'p') {
 112                                 $piece = lc($promo);
 113                         } else {
 114                                 $piece = uc($promo);
 115                         }
 116                 }
 117         }
 118
 119         # update the board
 120         $nb->[$from_row][$from_col] = '-';
 121         $nb->[$to_row][$to_col] = $piece;
 122
 123         return $nb;
 124 }
 125
 126 sub _pos_to_square {
 127         my ($row, $col) = @_;
 128         return sprintf("%c%d", ord('a') + $col, 8 - $row);
 129 }
 130
 131 sub _col_letter_to_num {
 132         return ord(shift) - ord('a');
 133 }
 134
 135 sub _row_letter_to_num {
 136         return 7 - (ord(shift) - ord('1'));
 137 }
 138
 139 sub _square_to_pos {
 140         my ($square) = @_;
 141         $square =~ /^([a-h])([1-8])$/ or die "Invalid square $square";
 142         return (_row_letter_to_num($2), _col_letter_to_num($1));
 143 }
 144
 145 sub move_to_uci_notation {
 146         my ($from_row, $from_col, $to_row, $to_col, $promo) = @_;
 147         $promo //= "";
 148         return _pos_to_square($from_row, $from_col) . _pos_to_square($to_row, $to_col) . $promo;
 149 }
 150
 151 sub parse_pretty_move {
 152         my ($board, $move, $toplay) = @_;
 153
 154         # Strip check or mate
 155         $move =~ s/[+#]$//;
 156
 157         if ($move eq '0-0' or $move eq 'O-O') {
 158                 if ($toplay eq 'W') {
 159                         return (_square_to_pos('e1'), _square_to_pos('g1'));
 160                 } else {
 161                         return (_square_to_pos('e8'), _square_to_pos('g8'));
 162                 }
 163         } elsif ($move eq '0-0-0' or $move eq 'O-O-O') {
 164                 if ($toplay eq 'W') {
 165                         return (_square_to_pos('e1'), _square_to_pos('c1'));
 166                 } else {
 167                         return (_square_to_pos('e8'), _square_to_pos('c8'));
 168                 }
 169         }
 170
 171         # Parse promo
 172         my $promo;
 173         if ($move =~ s/=?([QRNB])$//) {
 174                 $promo = $1;
 175         }
 176
 177         $move =~ /^([KQRBN])?([a-h])?([1-8])?x?([a-h][1-8])$/ or die "Invalid move $move";
 178         my $piece = $1 // 'P';
 179         my $from_col = defined($2) ? _col_letter_to_num($2) : undef;
 180         my $from_row = defined($3) ? _row_letter_to_num($3) : undef;
 181         my ($to_row, $to_col) = _square_to_pos($4);
 182
 183         # Find all possible from-squares that could have been meant.
 184         my @squares = ();
 185         my $side = 'K';
 186         if ($toplay eq 'B') {
 187                 $piece = lc($piece);
 188                 $side = 'k';
 189         }
 190         for my $row (0..7) {
 191                 next if (defined($from_row) && $from_row != $row);
 192                 for my $col (0..7) {
 193                         next if (defined($from_col) && $from_col != $col);
 194                         next if ($board->[$row][$col] ne $piece);
 195                         next if (!$board->can_reach($piece, $row, $col, $to_row, $to_col));
 196
 197                         # See if doing this move would put us in check
 198                         # (yes, there are clients that expect us to do this).
 199                         next if ($board->make_move($row, $col, $to_row, $to_col, $promo)->in_check($side));
 200                         push @squares, [ $row, $col ];
 201                 }
 202         }
 203         if (scalar @squares == 0) {
 204                 die "Impossible move $move";
 205         }
 206         if (scalar @squares != 1) {
 207                 die "Ambigious move $move";
 208         }
 209         return (@{$squares[0]}, $to_row, $to_col, $promo);
 210 }
 211
 212 sub fen {
 213         my ($board) = @_;
 214         my @rows = ();
 215         for my $row (0..7) {
 216                 my $str = join('', @{$board->[$row]});
 217                 $str =~ s/(-+)/length($1)/ge;
 218                 push @rows, $str;
 219         }
 220
 221         return join('/', @rows);
 222 }
 223
 224 sub can_reach {
 225         my ($board, $piece, $from_row, $from_col, $to_row, $to_col) = @_;
 226
 227         # can't eat your own piece
 228         my $dest_piece = $board->[$to_row][$to_col];
 229         if ($dest_piece ne '-') {
 230                 return 0 if (($piece eq lc($piece)) == ($dest_piece eq lc($dest_piece)));
 231         }
 232
 233         if ($piece eq 'p') {
 234                 # black pawn
 235                 if ($to_col == $from_col && $to_row == $from_row + 1) {
 236                         return ($dest_piece eq '-');
 237                 }
 238                 if ($to_col == $from_col && $from_row == 1 && $to_row == 3) {
 239                         my $middle_piece = $board->[2][$to_col];
 240                         return ($dest_piece eq '-' && $middle_piece eq '-');
 241                 }
 242                 if (abs($to_col - $from_col) == 1 && $to_row == $from_row + 1) {
 243                         if ($dest_piece eq '-') {
 244                                 # En passant. TODO: check that the last move was indeed an EP move
 245                                 return ($to_row == 5 && $board->[4][$to_col] eq 'P');
 246                         } else {
 247                                 return 1;
 248                         }
 249                 }
 250                 return 0;
 251         }
 252         if ($piece eq 'P') {
 253                 # white pawn
 254                 if ($to_col == $from_col && $to_row == $from_row - 1) {
 255                         return ($dest_piece eq '-');
 256                 }
 257                 if ($to_col == $from_col && $from_row == 6 && $to_row == 4) {
 258                         my $middle_piece = $board->[5][$to_col];
 259                         return ($dest_piece eq '-' && $middle_piece eq '-');
 260                 }
 261                 if (abs($to_col - $from_col) == 1 && $to_row == $from_row - 1) {
 262                         if ($dest_piece eq '-') {
 263                                 # En passant. TODO: check that the last move was indeed an EP move
 264                                 return ($to_row == 2 && $board->[3][$to_col] eq 'p');
 265                         } else {
 266                                 return 1;
 267                         }
 268                 }
 269                 return 0;
 270         }
 271
 272         if (lc($piece) eq 'r') {
 273                 return 0 unless ($from_row == $to_row || $from_col == $to_col);
 274
 275                 # check that there's a clear passage
 276                 if ($from_row == $to_row) {
 277                         if ($from_col > $to_col) {
 278                                 ($to_col, $from_col) = ($from_col, $to_col);
 279                         }
 280
 281                         for my $c (($from_col+1)..($to_col-1)) {
 282                                 my $middle_piece = $board->[$to_row][$c];
 283                                 return 0 if ($middle_piece ne '-');
 284                         }
 285
 286                         return 1;
 287                 } else {
 288                         if ($from_row > $to_row) {
 289                                 ($to_row, $from_row) = ($from_row, $to_row);
 290                         }
 291
 292                         for my $r (($from_row+1)..($to_row-1)) {
 293                                 my $middle_piece = $board->[$r][$to_col];
 294                                 return 0 if ($middle_piece ne '-');
 295                         }
 296
 297                         return 1;
 298                 }
 299         }
 300         if (lc($piece) eq 'b') {
 301                 return 0 unless (abs($from_row - $to_row) == abs($from_col - $to_col));
 302
 303                 my $dr = ($to_row - $from_row) / abs($to_row - $from_row);
 304                 my $dc = ($to_col - $from_col) / abs($to_col - $from_col);
 305
 306                 my $r = $from_row + $dr;
 307                 my $c = $from_col + $dc;
 308
 309                 while ($r != $to_row) {
 310                         my $middle_piece = $board->[$r][$c];
 311                         return 0 if ($middle_piece ne '-');
 312
 313                         $r += $dr;
 314                         $c += $dc;
 315                 }
 316
 317                 return 1;
 318         }
 319         if (lc($piece) eq 'n') {
 320                 my $diff_r = abs($from_row - $to_row);
 321                 my $diff_c = abs($from_col - $to_col);
 322                 return 1 if ($diff_r == 2 && $diff_c == 1);
 323                 return 1 if ($diff_r == 1 && $diff_c == 2);
 324                 return 0;
 325         }
 326         if ($piece eq 'q') {
 327                 return (can_reach($board, 'r', $from_row, $from_col, $to_row, $to_col) ||
 328                         can_reach($board, 'b', $from_row, $from_col, $to_row, $to_col));
 329         }
 330         if ($piece eq 'Q') {
 331                 return (can_reach($board, 'R', $from_row, $from_col, $to_row, $to_col) ||
 332                         can_reach($board, 'B', $from_row, $from_col, $to_row, $to_col));
 333         }
 334         if (lc($piece) eq 'k') {
 335                 return (abs($from_row - $to_row) <= 1 && abs($from_col - $to_col) <= 1);
 336         }
 337
 338         # unknown piece
 339         return 0;
 340 }
 341
 342 my %pieces_against_side = (
 343         k => { K => 1, Q => 1, R => 1, N => 1, B => 1, P => 1 },
 344         K => { k => 1, q => 1, r => 1, n => 1, b => 1, p => 1 },
 345 );
 346
 347 # Returns whether the given side (given as k or K for black and white) is in check.
 348 sub in_check {
 349         my ($board, $side) = @_;
 350         my ($kr, $kc) = _find_piece($board, $side);
 351
 352         # check all pieces for the possibility of threatening this king
 353         for my $row (0..7) {
 354                 next unless grep { exists($pieces_against_side{$side}{$_}) } @{$board->[$row]};
 355                 for my $col (0..7) {
 356                         my $piece = $board->[$row][$col];
 357                         next if ($piece eq '-');
 358                         return 1 if ($board->can_reach($piece, $row, $col, $kr, $kc));
 359                 }
 360         }
 361
 362         return 0;
 363 }
 364
 365 sub _find_piece {
 366         my ($board, $piece) = @_;
 367
 368         for my $row (0..7) {
 369                 next unless grep { $_ eq $piece } @{$board->[$row]};
 370                 for my $col (0..7) {
 371                         if ($board->[$row][$col] eq $piece) {
 372                                 return ($row, $col);
 373                         }
 374                 }
 375         }
 376
 377         return (undef, undef);
 378 }
 379
 380 # Returns if the given side (given as k or K) is in mate.
 381 sub in_mate {
 382         my ($board, $side, $in_check) = @_;
 383         return 0 if (!$in_check);
 384
 385         # try all possible moves for the side in check
 386         for my $row (0..7) {
 387                 for my $col (0..7) {
 388                         my $piece = $board->[$row][$col];
 389                         next if ($piece eq '-');
 390
 391                         if ($side eq 'K') {
 392                                 next if ($piece eq lc($piece));
 393                         } else {
 394                                 next if ($piece eq uc($piece));
 395                         }
 396
 397                         for my $dest_row (0..7) {
 398                                 for my $dest_col (0..7) {
 399                                         next if ($row == $dest_row && $col == $dest_col);
 400                                         next unless ($board->can_reach($piece, $row, $col, $dest_row, $dest_col));
 401
 402                                         my $nb = $board->make_move($row, $col, $dest_row, $dest_col);
 403                                         return 0 if (!$nb->in_check($side));
 404                                 }
 405                         }
 406                 }
 407         }
 408
 409         # nothing to do; mate
 410         return 1;
 411 }
 412
 413 # Returns the short algebraic form of the move, as well as the new position.
 414 sub prettyprint_move {
 415         my ($board, $from_row, $from_col, $to_row, $to_col, $promo) = @_;
 416         my $pretty = $board->_prettyprint_move_no_check_or_mate($from_row, $from_col, $to_row, $to_col, $promo);
 417
 418         my $nb = $board->make_move($from_row, $from_col, $to_row, $to_col, $promo);
 419
 420         my $piece = $board->[$from_row][$from_col];
 421         my $other_side = (uc($piece) eq $piece) ? 'k' : 'K';
 422         my $in_check = $nb->in_check($other_side);
 423         if ($nb->in_mate($other_side, $in_check)) {
 424                 $pretty .= '#';
 425         } elsif ($in_check) {
 426                 $pretty .= '+';
 427         }
 428         return ($pretty, $nb);
 429 }
 430
 431 sub num_pieces {
 432         my ($board) = @_;
 433
 434         my $num = 0;
 435         for my $row (0..7) {
 436                 for my $col (0..7) {
 437                         my $piece = $board->[$row][$col];
 438                         ++$num if ($piece ne '-');
 439                 }
 440         }
 441         return $num;
 442 }
 443
 444 sub _prettyprint_move_no_check_or_mate {
 445         my ($board, $from_row, $from_col, $to_row, $to_col, $promo) = @_;
 446         my $piece = $board->[$from_row][$from_col];
 447         my $move = move_to_uci_notation($from_row, $from_col, $to_row, $to_col, $promo);
 448
 449         if ($piece eq '-') {
 450                 die "Invalid move $move";
 451         }
 452
 453         # white short castling
 454         if ($move eq 'e1g1' && $piece eq 'K') {
 455                 return '0-0';
 456         }
 457
 458         # white long castling
 459         if ($move eq 'e1c1' && $piece eq 'K') {
 460                 return '0-0-0';
 461         }
 462
 463         # black short castling
 464         if ($move eq 'e8g8' && $piece eq 'k') {
 465                 return '0-0';
 466         }
 467
 468         # black long castling
 469         if ($move eq 'e8c8' && $piece eq 'k') {
 470                 return '0-0-0';
 471         }
 472
 473         my $pretty;
 474
 475         # check if the from-piece is a pawn
 476         if (lc($piece) eq 'p') {
 477                 # attack?
 478                 if ($from_col != $to_col) {
 479                         $pretty = substr($move, 0, 1) . 'x' . _pos_to_square($to_row, $to_col);
 480                 } else {
 481                         $pretty = _pos_to_square($to_row, $to_col);
 482
 483                         if (defined($promo) && $promo ne '') {
 484                                 # promotion
 485                                 $pretty .= "=";
 486                                 $pretty .= uc($promo);
 487                         }
 488                 }
 489                 return $pretty;
 490         }
 491
 492         $pretty = uc($piece);
 493
 494         # see how many of these pieces could go here, in all
 495         my $num_total = 0;
 496         for my $col (0..7) {
 497                 for my $row (0..7) {
 498                         next unless ($board->[$row][$col] eq $piece);
 499                         ++$num_total if ($board->can_reach($piece, $row, $col, $to_row, $to_col));
 500                 }
 501         }
 502
 503         # see how many of these pieces from the given row could go here
 504         my $num_row = 0;
 505         for my $col (0..7) {
 506                 next unless ($board->[$from_row][$col] eq $piece);
 507                 ++$num_row if ($board->can_reach($piece, $from_row, $col, $to_row, $to_col));
 508         }
 509
 510         # and same for columns
 511         my $num_col = 0;
 512         for my $row (0..7) {
 513                 next unless ($board->[$row][$from_col] eq $piece);
 514                 ++$num_col if ($board->can_reach($piece, $row, $from_col, $to_row, $to_col));
 515         }
 516
 517         # see if we need to disambiguate
 518         if ($num_total > 1) {
 519                 if ($num_col == 1) {
 520                         $pretty .= substr($move, 0, 1);
 521                 } elsif ($num_row == 1) {
 522                         $pretty .= substr($move, 1, 1);
 523                 } else {
 524                         $pretty .= substr($move, 0, 2);
 525                 }
 526         }
 527
 528         # attack?
 529         if ($board->[$to_row][$to_col] ne '-') {
 530                 $pretty .= 'x';
 531         }
 532
 533         $pretty .= _pos_to_square($to_row, $to_col);
 534         return $pretty;
 535 }
 536
 537 1;