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][$to_col] = '-';
 109                                 }
 110                         }
 111                 } else {
 112                         if ($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 $nb;
 127 }
 128
 129 sub _move_to_uci_notation {
 130         my ($from_row, $from_col, $to_row, $to_col, $promo) = @_;
 131         $promo //= "";
 132         return sprintf("%c%d%c%d%s", ord('a') + $from_col, 8 - $from_row, ord('a') + $to_col, 8 - $to_row, $promo);
 133 }
 134
 135 sub fen {
 136         my ($board) = @_;
 137         my @rows = ();
 138         for my $row (0..7) {
 139                 my $str = join('', @{$board->[$row]});
 140                 $str =~ s/(-+)/length($1)/ge;
 141                 push @rows, $str;
 142         }
 143
 144         return join('/', @rows);
 145 }
 146
 147 sub can_reach {
 148         my ($board, $piece, $from_row, $from_col, $to_row, $to_col) = @_;
 149
 150         # can't eat your own piece
 151         my $dest_piece = $board->[$to_row][$to_col];
 152         if ($dest_piece ne '-') {
 153                 return 0 if (($piece eq lc($piece)) == ($dest_piece eq lc($dest_piece)));
 154         }
 155
 156         if (lc($piece) eq 'k') {
 157                 return (abs($from_row - $to_row) <= 1 && abs($from_col - $to_col) <= 1);
 158         }
 159         if (lc($piece) eq 'r') {
 160                 return 0 unless ($from_row == $to_row || $from_col == $to_col);
 161
 162                 # check that there's a clear passage
 163                 if ($from_row == $to_row) {
 164                         if ($from_col > $to_col) {
 165                                 ($to_col, $from_col) = ($from_col, $to_col);
 166                         }
 167
 168                         for my $c (($from_col+1)..($to_col-1)) {
 169                                 my $middle_piece = $board->[$to_row][$c];
 170                                 return 0 if ($middle_piece ne '-');
 171                         }
 172
 173                         return 1;
 174                 } else {
 175                         if ($from_row > $to_row) {
 176                                 ($to_row, $from_row) = ($from_row, $to_row);
 177                         }
 178
 179                         for my $r (($from_row+1)..($to_row-1)) {
 180                                 my $middle_piece = $board->[$r][$to_col];
 181                                 return 0 if ($middle_piece ne '-');
 182                         }
 183
 184                         return 1;
 185                 }
 186         }
 187         if (lc($piece) eq 'b') {
 188                 return 0 unless (abs($from_row - $to_row) == abs($from_col - $to_col));
 189
 190                 my $dr = ($to_row - $from_row) / abs($to_row - $from_row);
 191                 my $dc = ($to_col - $from_col) / abs($to_col - $from_col);
 192
 193                 my $r = $from_row + $dr;
 194                 my $c = $from_col + $dc;
 195
 196                 while ($r != $to_row) {
 197                         my $middle_piece = $board->[$r][$c];
 198                         return 0 if ($middle_piece ne '-');
 199
 200                         $r += $dr;
 201                         $c += $dc;
 202                 }
 203
 204                 return 1;
 205         }
 206         if (lc($piece) eq 'n') {
 207                 my $diff_r = abs($from_row - $to_row);
 208                 my $diff_c = abs($from_col - $to_col);
 209                 return 1 if ($diff_r == 2 && $diff_c == 1);
 210                 return 1 if ($diff_r == 1 && $diff_c == 2);
 211                 return 0;
 212         }
 213         if ($piece eq 'q') {
 214                 return (can_reach($board, 'r', $from_row, $from_col, $to_row, $to_col) ||
 215                         can_reach($board, 'b', $from_row, $from_col, $to_row, $to_col));
 216         }
 217         if ($piece eq 'Q') {
 218                 return (can_reach($board, 'R', $from_row, $from_col, $to_row, $to_col) ||
 219                         can_reach($board, 'B', $from_row, $from_col, $to_row, $to_col));
 220         }
 221
 222         # TODO: en passant
 223         if ($piece eq 'p') {
 224                 # black pawn
 225                 if ($to_col == $from_col && $to_row == $from_row + 1) {
 226                         return ($dest_piece eq '-');
 227                 }
 228                 if ($to_col == $from_col && $from_row == 1 && $to_row == 3) {
 229                         my $middle_piece = $board->[2][$to_col];
 230                         return ($dest_piece eq '-' && $middle_piece eq '-');
 231                 }
 232                 if (abs($to_col - $from_col) == 1 && $to_row == $from_row + 1) {
 233                         return ($dest_piece ne '-');
 234                 }
 235                 return 0;
 236         }
 237         if ($piece eq 'P') {
 238                 # white pawn
 239                 if ($to_col == $from_col && $to_row == $from_row - 1) {
 240                         return ($dest_piece eq '-');
 241                 }
 242                 if ($to_col == $from_col && $from_row == 6 && $to_row == 4) {
 243                         my $middle_piece = $board->[5][$to_col];
 244                         return ($dest_piece eq '-' && $middle_piece eq '-');
 245                 }
 246                 if (abs($to_col - $from_col) == 1 && $to_row == $from_row - 1) {
 247                         return ($dest_piece ne '-');
 248                 }
 249                 return 0;
 250         }
 251
 252         # unknown piece
 253         return 0;
 254 }
 255
 256 # Returns 'none', 'white', 'black' or 'both', depending on which sides are in check.
 257 # The latter naturally indicates an invalid position.
 258 sub in_check {
 259         my $board = shift;
 260         my ($black_check, $white_check) = (0, 0);
 261
 262         my ($wkr, $wkc, $bkr, $bkc) = _find_kings($board);
 263
 264         # check all pieces for the possibility of threatening the two kings
 265         for my $row (0..7) {
 266                 for my $col (0..7) {
 267                         my $piece = $board->[$row][$col];
 268                         next if ($piece eq '-');
 269
 270                         if (uc($piece) eq $piece) {
 271                                 # white piece
 272                                 $black_check = 1 if ($board->can_reach($piece, $row, $col, $bkr, $bkc));
 273                         } else {
 274                                 # black piece
 275                                 $white_check = 1 if ($board->can_reach($piece, $row, $col, $wkr, $wkc));
 276                         }
 277                 }
 278         }
 279
 280         if ($black_check && $white_check) {
 281                 return 'both';
 282         } elsif ($black_check) {
 283                 return 'black';
 284         } elsif ($white_check) {
 285                 return 'white';
 286         } else {
 287                 return 'none';
 288         }
 289 }
 290
 291 sub _find_kings {
 292         my $board = shift;
 293         my ($wkr, $wkc, $bkr, $bkc);
 294
 295         for my $row (0..7) {
 296                 for my $col (0..7) {
 297                         my $piece = $board->[$row][$col];
 298                         if ($piece eq 'K') {
 299                                 ($wkr, $wkc) = ($row, $col);
 300                         } elsif ($piece eq 'k') {
 301                                 ($bkr, $bkc) = ($row, $col);
 302                         }
 303                 }
 304         }
 305
 306         return ($wkr, $wkc, $bkr, $bkc);
 307 }
 308
 309 # Returns if any side is in mate.
 310 sub in_mate {
 311         my $board = shift;
 312         my $check = $board->in_check();
 313         return 0 if ($check eq 'none');
 314
 315         # try all possible moves for the side in check
 316         for my $row (0..7) {
 317                 for my $col (0..7) {
 318                         my $piece = $board->[$row][$col];
 319                         next if ($piece eq '-');
 320
 321                         if ($check eq 'white') {
 322                                 next if ($piece eq lc($piece));
 323                         } else {
 324                                 next if ($piece eq uc($piece));
 325                         }
 326
 327                         for my $dest_row (0..7) {
 328                                 for my $dest_col (0..7) {
 329                                         next if ($row == $dest_row && $col == $dest_col);
 330                                         next unless ($board->can_reach($piece, $row, $col, $dest_row, $dest_col));
 331
 332                                         my $nb = $board->clone();
 333                                         $nb->[$row][$col] = '-';
 334                                         $nb->[$dest_row][$dest_col] = $piece;
 335                                         my $new_check = $nb->in_check();
 336                                         return 0 if ($new_check ne $check && $new_check ne 'both');
 337                                 }
 338                         }
 339                 }
 340         }
 341
 342         # nothing to do; mate
 343         return 1;
 344 }
 345
 346 1;