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
 198                         # See if doing this move would put us in check
 199                         # (yes, there are clients that expect us to do this).
 200                         my $check = $board->make_move($row, $col, $to_row, $to_col, $promo)->in_check();
 201                         next if ($check eq 'both' ||
 202                                  ($toplay eq 'W' && $check eq 'white') ||
 203                                  ($toplay eq 'B' && $check eq 'black'));
 204
 205                         push @squares, [ $row, $col ];
 206                 }
 207         }
 208         if (scalar @squares != 1) {
 209                 die "Ambigious or impossible move $move";
 210         }
 211         return (@{$squares[0]}, $to_row, $to_col, $promo);
 212 }
 213
 214 sub fen {
 215         my ($board) = @_;
 216         my @rows = ();
 217         for my $row (0..7) {
 218                 my $str = join('', @{$board->[$row]});
 219                 $str =~ s/(-+)/length($1)/ge;
 220                 push @rows, $str;
 221         }
 222
 223         return join('/', @rows);
 224 }
 225
 226 sub can_reach {
 227         my ($board, $piece, $from_row, $from_col, $to_row, $to_col) = @_;
 228
 229         # can't eat your own piece
 230         my $dest_piece = $board->[$to_row][$to_col];
 231         if ($dest_piece ne '-') {
 232                 return 0 if (($piece eq lc($piece)) == ($dest_piece eq lc($dest_piece)));
 233         }
 234
 235         if (lc($piece) eq 'k') {
 236                 return (abs($from_row - $to_row) <= 1 && abs($from_col - $to_col) <= 1);
 237         }
 238         if (lc($piece) eq 'r') {
 239                 return 0 unless ($from_row == $to_row || $from_col == $to_col);
 240
 241                 # check that there's a clear passage
 242                 if ($from_row == $to_row) {
 243                         if ($from_col > $to_col) {
 244                                 ($to_col, $from_col) = ($from_col, $to_col);
 245                         }
 246
 247                         for my $c (($from_col+1)..($to_col-1)) {
 248                                 my $middle_piece = $board->[$to_row][$c];
 249                                 return 0 if ($middle_piece ne '-');
 250                         }
 251
 252                         return 1;
 253                 } else {
 254                         if ($from_row > $to_row) {
 255                                 ($to_row, $from_row) = ($from_row, $to_row);
 256                         }
 257
 258                         for my $r (($from_row+1)..($to_row-1)) {
 259                                 my $middle_piece = $board->[$r][$to_col];
 260                                 return 0 if ($middle_piece ne '-');
 261                         }
 262
 263                         return 1;
 264                 }
 265         }
 266         if (lc($piece) eq 'b') {
 267                 return 0 unless (abs($from_row - $to_row) == abs($from_col - $to_col));
 268
 269                 my $dr = ($to_row - $from_row) / abs($to_row - $from_row);
 270                 my $dc = ($to_col - $from_col) / abs($to_col - $from_col);
 271
 272                 my $r = $from_row + $dr;
 273                 my $c = $from_col + $dc;
 274
 275                 while ($r != $to_row) {
 276                         my $middle_piece = $board->[$r][$c];
 277                         return 0 if ($middle_piece ne '-');
 278
 279                         $r += $dr;
 280                         $c += $dc;
 281                 }
 282
 283                 return 1;
 284         }
 285         if (lc($piece) eq 'n') {
 286                 my $diff_r = abs($from_row - $to_row);
 287                 my $diff_c = abs($from_col - $to_col);
 288                 return 1 if ($diff_r == 2 && $diff_c == 1);
 289                 return 1 if ($diff_r == 1 && $diff_c == 2);
 290                 return 0;
 291         }
 292         if ($piece eq 'q') {
 293                 return (can_reach($board, 'r', $from_row, $from_col, $to_row, $to_col) ||
 294                         can_reach($board, 'b', $from_row, $from_col, $to_row, $to_col));
 295         }
 296         if ($piece eq 'Q') {
 297                 return (can_reach($board, 'R', $from_row, $from_col, $to_row, $to_col) ||
 298                         can_reach($board, 'B', $from_row, $from_col, $to_row, $to_col));
 299         }
 300
 301         if ($piece eq 'p') {
 302                 # black pawn
 303                 if ($to_col == $from_col && $to_row == $from_row + 1) {
 304                         return ($dest_piece eq '-');
 305                 }
 306                 if ($to_col == $from_col && $from_row == 1 && $to_row == 3) {
 307                         my $middle_piece = $board->[2][$to_col];
 308                         return ($dest_piece eq '-' && $middle_piece eq '-');
 309                 }
 310                 if (abs($to_col - $from_col) == 1 && $to_row == $from_row + 1) {
 311                         if ($dest_piece eq '-') {
 312                                 # En passant. TODO: check that the last move was indeed an EP move
 313                                 return ($to_row == 5 && $board->[4][$to_col] eq 'P');
 314                         } else {
 315                                 return 1;
 316                         }
 317                 }
 318                 return 0;
 319         }
 320         if ($piece eq 'P') {
 321                 # white pawn
 322                 if ($to_col == $from_col && $to_row == $from_row - 1) {
 323                         return ($dest_piece eq '-');
 324                 }
 325                 if ($to_col == $from_col && $from_row == 6 && $to_row == 4) {
 326                         my $middle_piece = $board->[5][$to_col];
 327                         return ($dest_piece eq '-' && $middle_piece eq '-');
 328                 }
 329                 if (abs($to_col - $from_col) == 1 && $to_row == $from_row - 1) {
 330                         if ($dest_piece eq '-') {
 331                                 # En passant. TODO: check that the last move was indeed an EP move
 332                                 return ($to_row == 2 && $board->[3][$to_col] eq 'p');
 333                         } else {
 334                                 return 1;
 335                         }
 336                 }
 337                 return 0;
 338         }
 339
 340         # unknown piece
 341         return 0;
 342 }
 343
 344 # Returns 'none', 'white', 'black' or 'both', depending on which sides are in check.
 345 # The latter naturally indicates an invalid position.
 346 sub in_check {
 347         my $board = shift;
 348         my ($black_check, $white_check) = (0, 0);
 349
 350         my ($wkr, $wkc, $bkr, $bkc) = _find_kings($board);
 351
 352         # check all pieces for the possibility of threatening the two kings
 353         for my $row (0..7) {
 354                 for my $col (0..7) {
 355                         my $piece = $board->[$row][$col];
 356                         next if ($piece eq '-');
 357
 358                         if (uc($piece) eq $piece) {
 359                                 # white piece
 360                                 $black_check = 1 if ($board->can_reach($piece, $row, $col, $bkr, $bkc));
 361                         } else {
 362                                 # black piece
 363                                 $white_check = 1 if ($board->can_reach($piece, $row, $col, $wkr, $wkc));
 364                         }
 365                 }
 366         }
 367
 368         if ($black_check && $white_check) {
 369                 return 'both';
 370         } elsif ($black_check) {
 371                 return 'black';
 372         } elsif ($white_check) {
 373                 return 'white';
 374         } else {
 375                 return 'none';
 376         }
 377 }
 378
 379 sub _find_kings {
 380         my $board = shift;
 381         my ($wkr, $wkc, $bkr, $bkc);
 382
 383         for my $row (0..7) {
 384                 for my $col (0..7) {
 385                         my $piece = $board->[$row][$col];
 386                         if ($piece eq 'K') {
 387                                 ($wkr, $wkc) = ($row, $col);
 388                         } elsif ($piece eq 'k') {
 389                                 ($bkr, $bkc) = ($row, $col);
 390                         }
 391                 }
 392         }
 393
 394         return ($wkr, $wkc, $bkr, $bkc);
 395 }
 396
 397 # Returns if any side is in mate.
 398 sub in_mate {
 399         my $board = shift;
 400         my $check = $board->in_check();
 401         return 0 if ($check eq 'none');
 402
 403         # try all possible moves for the side in check
 404         for my $row (0..7) {
 405                 for my $col (0..7) {
 406                         my $piece = $board->[$row][$col];
 407                         next if ($piece eq '-');
 408
 409                         if ($check eq 'white') {
 410                                 next if ($piece eq lc($piece));
 411                         } else {
 412                                 next if ($piece eq uc($piece));
 413                         }
 414
 415                         for my $dest_row (0..7) {
 416                                 for my $dest_col (0..7) {
 417                                         next if ($row == $dest_row && $col == $dest_col);
 418                                         next unless ($board->can_reach($piece, $row, $col, $dest_row, $dest_col));
 419
 420                                         my $nb = $board->clone();
 421                                         $nb->[$row][$col] = '-';
 422                                         $nb->[$dest_row][$dest_col] = $piece;
 423                                         my $new_check = $nb->in_check();
 424                                         return 0 if ($new_check ne $check && $new_check ne 'both');
 425                                 }
 426                         }
 427                 }
 428         }
 429
 430         # nothing to do; mate
 431         return 1;
 432 }
 433
 434 # Returns the short algebraic form of the move, as well as the new position.
 435 sub prettyprint_move {
 436         my ($board, $from_row, $from_col, $to_row, $to_col, $promo) = @_;
 437         my $pretty = $board->_prettyprint_move_no_check_or_mate($from_row, $from_col, $to_row, $to_col, $promo);
 438
 439         my $nb = $board->make_move($from_row, $from_col, $to_row, $to_col, $promo);
 440         if ($nb->in_mate()) {
 441                 $pretty .= '#';
 442         } elsif ($nb->in_check() ne 'none') {
 443                 $pretty .= '+';
 444         }
 445         return ($pretty, $nb);
 446 }
 447
 448 sub _prettyprint_move_no_check_or_mate {
 449         my ($board, $from_row, $from_col, $to_row, $to_col, $promo) = @_;
 450         my $piece = $board->[$from_row][$from_col];
 451         my $move = _move_to_uci_notation($from_row, $from_col, $to_row, $to_col, $promo);
 452
 453         if ($piece eq '-') {
 454                 die "Invalid move $move";
 455         }
 456
 457         # white short castling
 458         if ($move eq 'e1g1' && $piece eq 'K') {
 459                 return '0-0';
 460         }
 461
 462         # white long castling
 463         if ($move eq 'e1c1' && $piece eq 'K') {
 464                 return '0-0-0';
 465         }
 466
 467         # black short castling
 468         if ($move eq 'e8g8' && $piece eq 'k') {
 469                 return '0-0';
 470         }
 471
 472         # black long castling
 473         if ($move eq 'e8c8' && $piece eq 'k') {
 474                 return '0-0-0';
 475         }
 476
 477         my $pretty;
 478
 479         # check if the from-piece is a pawn
 480         if (lc($piece) eq 'p') {
 481                 # attack?
 482                 if ($from_col != $to_col) {
 483                         $pretty = substr($move, 0, 1) . 'x' . _pos_to_square($to_row, $to_col);
 484                 } else {
 485                         $pretty = _pos_to_square($to_row, $to_col);
 486
 487                         if (defined($promo) && $promo ne '') {
 488                                 # promotion
 489                                 $pretty .= "=";
 490                                 $pretty .= $promo;
 491                         }
 492                 }
 493                 return $pretty;
 494         }
 495
 496         $pretty = uc($piece);
 497
 498         # see how many of these pieces could go here, in all
 499         my $num_total = 0;
 500         for my $col (0..7) {
 501                 for my $row (0..7) {
 502                         next unless ($board->[$row][$col] eq $piece);
 503                         ++$num_total if ($board->can_reach($piece, $row, $col, $to_row, $to_col));
 504                 }
 505         }
 506
 507         # see how many of these pieces from the given row could go here
 508         my $num_row = 0;
 509         for my $col (0..7) {
 510                 next unless ($board->[$from_row][$col] eq $piece);
 511                 ++$num_row if ($board->can_reach($piece, $from_row, $col, $to_row, $to_col));
 512         }
 513
 514         # and same for columns
 515         my $num_col = 0;
 516         for my $row (0..7) {
 517                 next unless ($board->[$row][$from_col] eq $piece);
 518                 ++$num_col if ($board->can_reach($piece, $row, $from_col, $to_row, $to_col));
 519         }
 520
 521         # see if we need to disambiguate
 522         if ($num_total > 1) {
 523                 if ($num_col == 1) {
 524                         $pretty .= substr($move, 0, 1);
 525                 } elsif ($num_row == 1) {
 526                         $pretty .= substr($move, 1, 1);
 527                 } else {
 528                         $pretty .= substr($move, 0, 2);
 529                 }
 530         }
 531
 532         # attack?
 533         if ($board->[$to_row][$to_col] ne '-') {
 534                 $pretty .= 'x';
 535         }
 536
 537         $pretty .= _pos_to_square($to_row, $to_col);
 538         return $pretty;
 539 }
 540
 541 1;