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][$to_col] = '-';
 109                                 }
 110                         }
 111                 }
 112                 if (defined($promo) && $promo ne '') {
 113                         if ($piece eq 'p') {
 114                                 $piece = lc($promo);
 115                         } else {
 116                                 $piece = uc($promo);
 117                         }
 118                 }
 119         }
 120
 121         # update the board
 122         $nb->[$from_row][$from_col] = '-';
 123         $nb->[$to_row][$to_col] = $piece;
 124
 125         return $nb;
 126 }
 127
 128 sub _pos_to_square {
 129         my ($row, $col) = @_;
 130         return sprintf("%c%d", ord('a') + $col, 8 - $row);
 131 }
 132
 133 sub _col_letter_to_num {
 134         return ord(shift) - ord('a');
 135 }
 136
 137 sub _row_letter_to_num {
 138         return 7 - (ord(shift) - ord('1'));
 139 }
 140
 141 sub _square_to_pos {
 142         my ($square) = @_;
 143         $square =~ /^([a-h])([1-8])$/ or die "Invalid square $square";
 144         return (_row_letter_to_num($2), _col_letter_to_num($1));
 145 }
 146
 147 sub move_to_uci_notation {
 148         my ($from_row, $from_col, $to_row, $to_col, $promo) = @_;
 149         $promo //= "";
 150         return _pos_to_square($from_row, $from_col) . _pos_to_square($to_row, $to_col) . $promo;
 151 }
 152
 153 sub parse_pretty_move {
 154         my ($board, $move, $toplay) = @_;
 155
 156         # Strip check or mate
 157         $move =~ s/[+#]$//;
 158
 159         if ($move eq '0-0' or $move eq 'O-O') {
 160                 if ($toplay eq 'W') {
 161                         return (_square_to_pos('e1'), _square_to_pos('g1'));
 162                 } else {
 163                         return (_square_to_pos('e8'), _square_to_pos('g8'));
 164                 }
 165         } elsif ($move eq '0-0-0' or $move eq 'O-O-O') {
 166                 if ($toplay eq 'W') {
 167                         return (_square_to_pos('e1'), _square_to_pos('c1'));
 168                 } else {
 169                         return (_square_to_pos('e8'), _square_to_pos('c8'));
 170                 }
 171         }
 172
 173         # Parse promo
 174         my $promo;
 175         if ($move =~ s/=([QRNB])$//) {
 176                 $promo = $1;
 177         }
 178
 179         $move =~ /^([KQRBN])?([a-h])?([1-8])?x?([a-h][1-8])$/ or die "Invalid move $move";
 180         my $piece = $1 // 'P';
 181         my $from_col = defined($2) ? _col_letter_to_num($2) : undef;
 182         my $from_row = defined($3) ? _row_letter_to_num($3) : undef;
 183         my ($to_row, $to_col) = _square_to_pos($4);
 184
 185         # Find all possible from-squares that could have been meant.
 186         my @squares = ();
 187         if ($toplay eq 'B') {
 188                 $piece = lc($piece);
 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                         my $check = $board->make_move($row, $col, $to_row, $to_col, $promo)->in_check();
 200                         next if ($check eq 'both' ||
 201                                  ($toplay eq 'W' && $check eq 'white') ||
 202                                  ($toplay eq 'B' && $check eq 'black'));
 203
 204                         push @squares, [ $row, $col ];
 205                 }
 206         }
 207         if (scalar @squares != 1) {
 208                 die "Ambigious or impossible move $move";
 209         }
 210         return (@{$squares[0]}, $to_row, $to_col, $promo);
 211 }
 212
 213 sub fen {
 214         my ($board) = @_;
 215         my @rows = ();
 216         for my $row (0..7) {
 217                 my $str = join('', @{$board->[$row]});
 218                 $str =~ s/(-+)/length($1)/ge;
 219                 push @rows, $str;
 220         }
 221
 222         return join('/', @rows);
 223 }
 224
 225 sub can_reach {
 226         my ($board, $piece, $from_row, $from_col, $to_row, $to_col) = @_;
 227
 228         # can't eat your own piece
 229         my $dest_piece = $board->[$to_row][$to_col];
 230         if ($dest_piece ne '-') {
 231                 return 0 if (($piece eq lc($piece)) == ($dest_piece eq lc($dest_piece)));
 232         }
 233
 234         if (lc($piece) eq 'k') {
 235                 return (abs($from_row - $to_row) <= 1 && abs($from_col - $to_col) <= 1);
 236         }
 237         if (lc($piece) eq 'r') {
 238                 return 0 unless ($from_row == $to_row || $from_col == $to_col);
 239
 240                 # check that there's a clear passage
 241                 if ($from_row == $to_row) {
 242                         if ($from_col > $to_col) {
 243                                 ($to_col, $from_col) = ($from_col, $to_col);
 244                         }
 245
 246                         for my $c (($from_col+1)..($to_col-1)) {
 247                                 my $middle_piece = $board->[$to_row][$c];
 248                                 return 0 if ($middle_piece ne '-');
 249                         }
 250
 251                         return 1;
 252                 } else {
 253                         if ($from_row > $to_row) {
 254                                 ($to_row, $from_row) = ($from_row, $to_row);
 255                         }
 256
 257                         for my $r (($from_row+1)..($to_row-1)) {
 258                                 my $middle_piece = $board->[$r][$to_col];
 259                                 return 0 if ($middle_piece ne '-');
 260                         }
 261
 262                         return 1;
 263                 }
 264         }
 265         if (lc($piece) eq 'b') {
 266                 return 0 unless (abs($from_row - $to_row) == abs($from_col - $to_col));
 267
 268                 my $dr = ($to_row - $from_row) / abs($to_row - $from_row);
 269                 my $dc = ($to_col - $from_col) / abs($to_col - $from_col);
 270
 271                 my $r = $from_row + $dr;
 272                 my $c = $from_col + $dc;
 273
 274                 while ($r != $to_row) {
 275                         my $middle_piece = $board->[$r][$c];
 276                         return 0 if ($middle_piece ne '-');
 277
 278                         $r += $dr;
 279                         $c += $dc;
 280                 }
 281
 282                 return 1;
 283         }
 284         if (lc($piece) eq 'n') {
 285                 my $diff_r = abs($from_row - $to_row);
 286                 my $diff_c = abs($from_col - $to_col);
 287                 return 1 if ($diff_r == 2 && $diff_c == 1);
 288                 return 1 if ($diff_r == 1 && $diff_c == 2);
 289                 return 0;
 290         }
 291         if ($piece eq 'q') {
 292                 return (can_reach($board, 'r', $from_row, $from_col, $to_row, $to_col) ||
 293                         can_reach($board, 'b', $from_row, $from_col, $to_row, $to_col));
 294         }
 295         if ($piece eq 'Q') {
 296                 return (can_reach($board, 'R', $from_row, $from_col, $to_row, $to_col) ||
 297                         can_reach($board, 'B', $from_row, $from_col, $to_row, $to_col));
 298         }
 299
 300         if ($piece eq 'p') {
 301                 # black pawn
 302                 if ($to_col == $from_col && $to_row == $from_row + 1) {
 303                         return ($dest_piece eq '-');
 304                 }
 305                 if ($to_col == $from_col && $from_row == 1 && $to_row == 3) {
 306                         my $middle_piece = $board->[2][$to_col];
 307                         return ($dest_piece eq '-' && $middle_piece eq '-');
 308                 }
 309                 if (abs($to_col - $from_col) == 1 && $to_row == $from_row + 1) {
 310                         if ($dest_piece eq '-') {
 311                                 # En passant. TODO: check that the last move was indeed an EP move
 312                                 return ($to_row == 5 && $board->[4][$to_col] eq 'P');
 313                         } else {
 314                                 return 1;
 315                         }
 316                 }
 317                 return 0;
 318         }
 319         if ($piece eq 'P') {
 320                 # white pawn
 321                 if ($to_col == $from_col && $to_row == $from_row - 1) {
 322                         return ($dest_piece eq '-');
 323                 }
 324                 if ($to_col == $from_col && $from_row == 6 && $to_row == 4) {
 325                         my $middle_piece = $board->[5][$to_col];
 326                         return ($dest_piece eq '-' && $middle_piece eq '-');
 327                 }
 328                 if (abs($to_col - $from_col) == 1 && $to_row == $from_row - 1) {
 329                         if ($dest_piece eq '-') {
 330                                 # En passant. TODO: check that the last move was indeed an EP move
 331                                 return ($to_row == 2 && $board->[3][$to_col] eq 'p');
 332                         } else {
 333                                 return 1;
 334                         }
 335                 }
 336                 return 0;
 337         }
 338
 339         # unknown piece
 340         return 0;
 341 }
 342
 343 # Returns 'none', 'white', 'black' or 'both', depending on which sides are in check.
 344 # The latter naturally indicates an invalid position.
 345 sub in_check {
 346         my $board = shift;
 347         my ($black_check, $white_check) = (0, 0);
 348
 349         my ($wkr, $wkc, $bkr, $bkc) = _find_kings($board);
 350
 351         # check all pieces for the possibility of threatening the two kings
 352         for my $row (0..7) {
 353                 for my $col (0..7) {
 354                         my $piece = $board->[$row][$col];
 355                         next if ($piece eq '-');
 356
 357                         if (uc($piece) eq $piece) {
 358                                 # white piece
 359                                 $black_check = 1 if ($board->can_reach($piece, $row, $col, $bkr, $bkc));
 360                         } else {
 361                                 # black piece
 362                                 $white_check = 1 if ($board->can_reach($piece, $row, $col, $wkr, $wkc));
 363                         }
 364                 }
 365         }
 366
 367         if ($black_check && $white_check) {
 368                 return 'both';
 369         } elsif ($black_check) {
 370                 return 'black';
 371         } elsif ($white_check) {
 372                 return 'white';
 373         } else {
 374                 return 'none';
 375         }
 376 }
 377
 378 sub _find_kings {
 379         my $board = shift;
 380         my ($wkr, $wkc, $bkr, $bkc);
 381
 382         for my $row (0..7) {
 383                 for my $col (0..7) {
 384                         my $piece = $board->[$row][$col];
 385                         if ($piece eq 'K') {
 386                                 ($wkr, $wkc) = ($row, $col);
 387                         } elsif ($piece eq 'k') {
 388                                 ($bkr, $bkc) = ($row, $col);
 389                         }
 390                 }
 391         }
 392
 393         return ($wkr, $wkc, $bkr, $bkc);
 394 }
 395
 396 # Returns if any side is in mate.
 397 sub in_mate {
 398         my $board = shift;
 399         my $check = $board->in_check();
 400         return 0 if ($check eq 'none');
 401
 402         # try all possible moves for the side in check
 403         for my $row (0..7) {
 404                 for my $col (0..7) {
 405                         my $piece = $board->[$row][$col];
 406                         next if ($piece eq '-');
 407
 408                         if ($check eq 'white') {
 409                                 next if ($piece eq lc($piece));
 410                         } else {
 411                                 next if ($piece eq uc($piece));
 412                         }
 413
 414                         for my $dest_row (0..7) {
 415                                 for my $dest_col (0..7) {
 416                                         next if ($row == $dest_row && $col == $dest_col);
 417                                         next unless ($board->can_reach($piece, $row, $col, $dest_row, $dest_col));
 418
 419                                         my $nb = $board->clone();
 420                                         $nb->[$row][$col] = '-';
 421                                         $nb->[$dest_row][$dest_col] = $piece;
 422                                         my $new_check = $nb->in_check();
 423                                         return 0 if ($new_check ne $check && $new_check ne 'both');
 424                                 }
 425                         }
 426                 }
 427         }
 428
 429         # nothing to do; mate
 430         return 1;
 431 }
 432
 433 # Returns the short algebraic form of the move, as well as the new position.
 434 sub prettyprint_move {
 435         my ($board, $from_row, $from_col, $to_row, $to_col, $promo) = @_;
 436         my $pretty = $board->_prettyprint_move_no_check_or_mate($from_row, $from_col, $to_row, $to_col, $promo);
 437
 438         my $nb = $board->make_move($from_row, $from_col, $to_row, $to_col, $promo);
 439         if ($nb->in_mate()) {
 440                 $pretty .= '#';
 441         } elsif ($nb->in_check() ne 'none') {
 442                 $pretty .= '+';
 443         }
 444         return ($pretty, $nb);
 445 }
 446
 447 sub _prettyprint_move_no_check_or_mate {
 448         my ($board, $from_row, $from_col, $to_row, $to_col, $promo) = @_;
 449         my $piece = $board->[$from_row][$from_col];
 450         my $move = move_to_uci_notation($from_row, $from_col, $to_row, $to_col, $promo);
 451
 452         if ($piece eq '-') {
 453                 die "Invalid move $move";
 454         }
 455
 456         # white short castling
 457         if ($move eq 'e1g1' && $piece eq 'K') {
 458                 return '0-0';
 459         }
 460
 461         # white long castling
 462         if ($move eq 'e1c1' && $piece eq 'K') {
 463                 return '0-0-0';
 464         }
 465
 466         # black short castling
 467         if ($move eq 'e8g8' && $piece eq 'k') {
 468                 return '0-0';
 469         }
 470
 471         # black long castling
 472         if ($move eq 'e8c8' && $piece eq 'k') {
 473                 return '0-0-0';
 474         }
 475
 476         my $pretty;
 477
 478         # check if the from-piece is a pawn
 479         if (lc($piece) eq 'p') {
 480                 # attack?
 481                 if ($from_col != $to_col) {
 482                         $pretty = substr($move, 0, 1) . 'x' . _pos_to_square($to_row, $to_col);
 483                 } else {
 484                         $pretty = _pos_to_square($to_row, $to_col);
 485
 486                         if (defined($promo) && $promo ne '') {
 487                                 # promotion
 488                                 $pretty .= "=";
 489                                 $pretty .= $promo;
 490                         }
 491                 }
 492                 return $pretty;
 493         }
 494
 495         $pretty = uc($piece);
 496
 497         # see how many of these pieces could go here, in all
 498         my $num_total = 0;
 499         for my $col (0..7) {
 500                 for my $row (0..7) {
 501                         next unless ($board->[$row][$col] eq $piece);
 502                         ++$num_total if ($board->can_reach($piece, $row, $col, $to_row, $to_col));
 503                 }
 504         }
 505
 506         # see how many of these pieces from the given row could go here
 507         my $num_row = 0;
 508         for my $col (0..7) {
 509                 next unless ($board->[$from_row][$col] eq $piece);
 510                 ++$num_row if ($board->can_reach($piece, $from_row, $col, $to_row, $to_col));
 511         }
 512
 513         # and same for columns
 514         my $num_col = 0;
 515         for my $row (0..7) {
 516                 next unless ($board->[$row][$from_col] eq $piece);
 517                 ++$num_col if ($board->can_reach($piece, $row, $from_col, $to_row, $to_col));
 518         }
 519
 520         # see if we need to disambiguate
 521         if ($num_total > 1) {
 522                 if ($num_col == 1) {
 523                         $pretty .= substr($move, 0, 1);
 524                 } elsif ($num_row == 1) {
 525                         $pretty .= substr($move, 1, 1);
 526                 } else {
 527                         $pretty .= substr($move, 0, 2);
 528                 }
 529         }
 530
 531         # attack?
 532         if ($board->[$to_row][$to_col] ne '-') {
 533                 $pretty .= 'x';
 534         }
 535
 536         $pretty .= _pos_to_square($to_row, $to_col);
 537         return $pretty;
 538 }
 539
 540 1;