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