Add Tord's polynomial material balance
[stockfish] / src / material.h
1 /*
2   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
3   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
4   Copyright (C) 2008-2009 Marco Costalba
5
6   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
7   it under the terms of the GNU General Public License as published by
8   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
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10
11   Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
12   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
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15
16   You should have received a copy of the GNU General Public License
17   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
18 */
19
20
21 #if !defined(MATERIAL_H_INCLUDED)
22 #define MATERIAL_H_INCLUDED
23
24 ////
25 //// Includes
26 ////
27
28 #include "endgame.h"
29 #include "position.h"
30 #include "scale.h"
31
32
33 ////
34 //// Types
35 ////
36
37 /// MaterialInfo is a class which contains various information about a
38 /// material configuration. It contains a material balance evaluation,
39 /// a function pointer to a special endgame evaluation function (which in
40 /// most cases is NULL, meaning that the standard evaluation function will
41 /// be used), and "scale factors" for black and white.
42 ///
43 /// The scale factors are used to scale the evaluation score up or down.
44 /// For instance, in KRB vs KR endgames, the score is scaled down by a factor
45 /// of 4, which will result in scores of absolute value less than one pawn.
46
47 class MaterialInfo {
48
49   friend class MaterialInfoTable;
50
51 public:
52   MaterialInfo() : key(0) { clear(); }
53
54   Value material_value() const;
55   ScaleFactor scale_factor(const Position& pos, Color c) const;
56   int space_weight() const;
57   bool specialized_eval_exists() const;
58   Value evaluate(const Position& pos) const;
59
60 private:
61   inline void clear();
62
63   Key key;
64   int16_t value;
65   uint8_t factor[2];
66   EndgameEvaluationFunctionBase* evaluationFunction;
67   EndgameScalingFunctionBase* scalingFunction[2];
68   int spaceWeight;
69 };
70
71
72 /// EndgameFunctions class stores the endgame evaluation functions std::map.
73 /// Because STL library is not thread safe even for read access, the maps,
74 /// although with identical content, are replicated for each thread. This
75 /// is faster then using locks with an unique set of global maps.
76
77 class EndgameFunctions;
78
79
80 /// The MaterialInfoTable class represents a pawn hash table. It is basically
81 /// just an array of MaterialInfo objects and a few methods for accessing these
82 /// objects. The most important method is get_material_info, which looks up a
83 /// position in the table and returns a pointer to a MaterialInfo object.
84
85 class MaterialInfoTable {
86
87 public:
88   MaterialInfoTable(unsigned numOfEntries);
89   ~MaterialInfoTable();
90   MaterialInfo* get_material_info(const Position& pos);
91
92 private:
93   unsigned size;
94   MaterialInfo* entries;
95   EndgameFunctions* funcs;
96 };
97
98
99 ////
100 //// Inline functions
101 ////
102
103 /// MaterialInfo::material_value simply returns the material balance
104 /// evaluation that is independent from game phase.
105
106 inline Value MaterialInfo::material_value() const {
107
108   return Value(value);
109 }
110
111
112 /// MaterialInfo::clear() resets a MaterialInfo object to an empty state,
113 /// with all slots at their default values but the key.
114
115 inline void MaterialInfo::clear() {
116
117   value = 0;
118   factor[WHITE] = factor[BLACK] = uint8_t(SCALE_FACTOR_NORMAL);
119   evaluationFunction = NULL;
120   scalingFunction[WHITE] = scalingFunction[BLACK] = NULL;
121   spaceWeight = 0;
122 }
123
124
125 /// MaterialInfo::scale_factor takes a position and a color as input, and
126 /// returns a scale factor for the given color. We have to provide the
127 /// position in addition to the color, because the scale factor need not
128 /// to be a constant: It can also be a function which should be applied to
129 /// the position. For instance, in KBP vs K endgames, a scaling function
130 /// which checks for draws with rook pawns and wrong-colored bishops.
131
132 inline ScaleFactor MaterialInfo::scale_factor(const Position& pos, Color c) const {
133
134   if (scalingFunction[c] != NULL)
135   {
136       ScaleFactor sf = scalingFunction[c]->apply(pos);
137       if (sf != SCALE_FACTOR_NONE)
138           return sf;
139   }
140   return ScaleFactor(factor[c]);
141 }
142
143
144 /// MaterialInfo::space_weight() simply returns the weight for the space
145 /// evaluation for this material configuration.
146
147 inline int MaterialInfo::space_weight() const {
148
149   return spaceWeight;
150 }
151
152
153 /// MaterialInfo::specialized_eval_exists decides whether there is a
154 /// specialized evaluation function for the current material configuration,
155 /// or if the normal evaluation function should be used.
156
157 inline bool MaterialInfo::specialized_eval_exists() const {
158
159   return evaluationFunction != NULL;
160 }
161
162
163 /// MaterialInfo::evaluate applies a specialized evaluation function
164 /// to a given position object. It should only be called when
165 /// specialized_eval_exists() returns 'true'.
166
167 inline Value MaterialInfo::evaluate(const Position& pos) const {
168
169   return evaluationFunction->apply(pos);
170 }
171
172 #endif // !defined(MATERIAL_H_INCLUDED)