]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/material.cpp
Speed up polynomial material imbalance loop
[stockfish] / src / material.cpp
index 3fc05db8fc78e09c928f2464590d032988099b59..27ea5923b492fc9caeb548a29e8dab6c1369da91 100644 (file)
@@ -28,7 +28,7 @@
 
 #include "material.h"
 
-using std::string;
+using namespace std;
 
 ////
 //// Local definitions
@@ -40,7 +40,18 @@ namespace {
   const Value BishopPairMidgameBonus = Value(109);
   const Value BishopPairEndgameBonus = Value(97);
 
-  Key KNNKMaterialKey, KKNNMaterialKey;
+  // Polynomial material balance parameters
+  const Value RedundantQueenPenalty = Value(320);
+  const Value RedundantRookPenalty  = Value(554);
+  const int LinearCoefficients[6]   = { 1709, -137, -1185, -166, 141, 59 };
+
+  const int QuadraticCoefficientsSameColor[][6] = {
+  { 0, 0, 0, 0, 0, 0 }, { 33, -6, 0, 0, 0, 0 }, { 29, 269, -12, 0, 0, 0 },
+  { 0, 19, -4, 0, 0, 0 }, { -35, -10, 40, 95, 50, 0 }, { 52, 23, 78, 144, -11, -33 } };
+
+  const int QuadraticCoefficientsOppositeColor[][6] = {
+  { 0, 0, 0, 0, 0, 0 }, { -5, 0, 0, 0, 0, 0 }, { -33, 23, 0, 0, 0, 0 },
+  { 17, 25, -3, 0, 0, 0 }, { 10, -2, -19, -67, 0, 0 }, { 69, 64, -41, 116, 137, 0 } };
 
   // Unmapped endgame evaluation and scaling functions, these
   // are accessed direcly and not through the function maps.
@@ -75,21 +86,21 @@ private:
   static Key buildKey(const string& keyCode);
   static const string swapColors(const string& keyCode);
 
-  std::map<Key, EF*> EEFmap;
-  std::map<Key, SF*> ESFmap;
+  // Here we store two maps, one for evaluate and one for scaling
+  pair<map<Key, EF*>, map<Key, SF*> > maps;
 
   // Maps accessing functions for const and non-const references
-  template<typename T> const std::map<Key, T*>& map() const { return EEFmap; }
-  template<typename T> std::map<Key, T*>& map() { return EEFmap; }
+  template<typename T> const map<Key, T*>& get() const { return maps.first; }
+  template<typename T> map<Key, T*>& get() { return maps.first; }
 };
 
 // Explicit specializations of a member function shall be declared in
 // the namespace of which the class template is a member.
-template<> const std::map<Key, SF*>&
-EndgameFunctions::map<SF>() const { return ESFmap; }
+template<> const map<Key, SF*>&
+EndgameFunctions::get<SF>() const { return maps.second; }
 
-template<> std::map<Key, SF*>&
-EndgameFunctions::map<SF>() { return ESFmap; }
+template<> map<Key, SF*>&
+EndgameFunctions::get<SF>() { return maps.second; }
 
 
 ////
@@ -106,8 +117,8 @@ MaterialInfoTable::MaterialInfoTable(unsigned int numOfEntries) {
   funcs = new EndgameFunctions();
   if (!entries || !funcs)
   {
-      std::cerr << "Failed to allocate " << (numOfEntries * sizeof(MaterialInfo))
-                << " bytes for material hash table." << std::endl;
+      cerr << "Failed to allocate " << (numOfEntries * sizeof(MaterialInfo))
+           << " bytes for material hash table." << endl;
       Application::exit_with_failure();
   }
 }
@@ -144,14 +155,6 @@ MaterialInfo* MaterialInfoTable::get_material_info(const Position& pos) {
   mi->clear();
   mi->key = key;
 
-  // A special case before looking for a specialized evaluation function
-  // KNN vs K is a draw.
-  if (key == KNNKMaterialKey || key == KKNNMaterialKey)
-  {
-      mi->factor[WHITE] = mi->factor[BLACK] = 0;
-      return mi;
-  }
-
   // Let's look if we have a specialized evaluation function for this
   // particular material configuration. First we look for a fixed
   // configuration one, then a generic one if previous search failed.
@@ -260,11 +263,13 @@ MaterialInfo* MaterialInfoTable::get_material_info(const Position& pos) {
   }
 
   // Evaluate the material balance
-
-  Color c;
+  const int pieceCount[2][6] = { { pos.piece_count(WHITE, BISHOP) > 1, pos.piece_count(WHITE, PAWN), pos.piece_count(WHITE, KNIGHT),
+                                   pos.piece_count(WHITE, BISHOP), pos.piece_count(WHITE, ROOK), pos.piece_count(WHITE, QUEEN) },
+                                 { pos.piece_count(BLACK, BISHOP) > 1, pos.piece_count(BLACK, PAWN), pos.piece_count(BLACK, KNIGHT),
+                                   pos.piece_count(BLACK, BISHOP), pos.piece_count(BLACK, ROOK), pos.piece_count(BLACK, QUEEN) } };
+  Color c, them;
   int sign;
-  Value egValue = Value(0);
-  Value mgValue = Value(0);
+  int matValue = 0;
 
   for (c = WHITE, sign = 1; c <= BLACK; c++, sign = -sign)
   {
@@ -291,30 +296,34 @@ MaterialInfo* MaterialInfoTable::get_material_info(const Position& pos) {
         }
     }
 
-    // Bishop pair
-    if (pos.piece_count(c, BISHOP) >= 2)
+    // Redundancy of major pieces, formula based on Kaufman's paper
+    // "The Evaluation of Material Imbalances in Chess"
+    // http://mywebpages.comcast.net/danheisman/Articles/evaluation_of_material_imbalance.htm
+    if (pieceCount[c][ROOK] >= 1)
+        matValue -= sign * ((pieceCount[c][ROOK] - 1) * RedundantRookPenalty + pieceCount[c][QUEEN] * RedundantQueenPenalty);
+
+    // Second-degree polynomial material imbalance by Tord Romstad
+    //
+    // We use NO_PIECE_TYPE as a place holder for the bishop pair "extended piece",
+    // this allow us to be more flexible in defining bishop pair bonuses.
+    them = opposite_color(c);
+    for (int pt1 = NO_PIECE_TYPE; pt1 <= QUEEN; pt1++)
     {
-        mgValue += sign * BishopPairMidgameBonus;
-        egValue += sign * BishopPairEndgameBonus;
-    }
+        int c1 = sign * pieceCount[c][pt1];
+        if (!c1)
+            continue;
 
-    // Knights are stronger when there are many pawns on the board.  The
-    // formula is taken from Larry Kaufman's paper "The Evaluation of Material
-    // Imbalances in Chess":
-    // http://mywebpages.comcast.net/danheisman/Articles/evaluation_of_material_imbalance.htm
-    mgValue += sign * Value(pos.piece_count(c, KNIGHT)*(pos.piece_count(c, PAWN)-5)*16);
-    egValue += sign * Value(pos.piece_count(c, KNIGHT)*(pos.piece_count(c, PAWN)-5)*16);
+        matValue += c1 * LinearCoefficients[pt1];
 
-    // Redundancy of major pieces, again based on Kaufman's paper:
-    if (pos.piece_count(c, ROOK) >= 1)
-    {
-        Value v = Value((pos.piece_count(c, ROOK) - 1) * 32 + pos.piece_count(c, QUEEN) * 16);
-        mgValue -= sign * v;
-        egValue -= sign * v;
+        for (int pt2 = NO_PIECE_TYPE; pt2 <= pt1; pt2++)
+        {
+            matValue += c1 * pieceCount[c][pt2] * QuadraticCoefficientsSameColor[pt1][pt2];
+            matValue += c1 * pieceCount[them][pt2] * QuadraticCoefficientsOppositeColor[pt1][pt2];
+        }
     }
   }
-  mi->mgValue = int16_t(mgValue);
-  mi->egValue = int16_t(egValue);
+
+  mi->value = int16_t(matValue / 16);
   return mi;
 }
 
@@ -328,9 +337,7 @@ MaterialInfo* MaterialInfoTable::get_material_info(const Position& pos) {
 
 EndgameFunctions::EndgameFunctions() {
 
-  KNNKMaterialKey = buildKey("KNNK");
-  KKNNMaterialKey = buildKey("KKNN");
-
+  add<EvaluationFunction<KNNK>  >("KNNK");
   add<EvaluationFunction<KPK>   >("KPK");
   add<EvaluationFunction<KBNK>  >("KBNK");
   add<EvaluationFunction<KRKP>  >("KRKP");
@@ -350,10 +357,10 @@ EndgameFunctions::EndgameFunctions() {
 
 EndgameFunctions::~EndgameFunctions() {
 
-    for (std::map<Key, EF*>::iterator it = EEFmap.begin(); it != EEFmap.end(); ++it)
+    for (map<Key, EF*>::iterator it = maps.first.begin(); it != maps.first.end(); ++it)
         delete (*it).second;
 
-    for (std::map<Key, SF*>::iterator it = ESFmap.begin(); it != ESFmap.end(); ++it)
+    for (map<Key, SF*>::iterator it = maps.second.begin(); it != maps.second.end(); ++it)
         delete (*it).second;
 }
 
@@ -362,7 +369,7 @@ Key EndgameFunctions::buildKey(const string& keyCode) {
     assert(keyCode.length() > 0 && keyCode[0] == 'K');
     assert(keyCode.length() < 8);
 
-    std::stringstream s;
+    stringstream s;
     bool upcase = false;
 
     // Build up a fen substring with the given pieces, note
@@ -390,13 +397,13 @@ void EndgameFunctions::add(const string& keyCode) {
 
   typedef typename T::Base F;
 
-  map<F>().insert(std::pair<Key, F*>(buildKey(keyCode), new T(WHITE)));
-  map<F>().insert(std::pair<Key, F*>(buildKey(swapColors(keyCode)), new T(BLACK)));
+  get<F>().insert(pair<Key, F*>(buildKey(keyCode), new T(WHITE)));
+  get<F>().insert(pair<Key, F*>(buildKey(swapColors(keyCode)), new T(BLACK)));
 }
 
 template<class T>
 T* EndgameFunctions::get(Key key) const {
 
-  typename std::map<Key, T*>::const_iterator it(map<T>().find(key));
-  return (it != map<T>().end() ? it->second : NULL);
+  typename map<Key, T*>::const_iterator it(get<T>().find(key));
+  return (it != get<T>().end() ? it->second : NULL);
 }