]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/material.cpp
Properly set to zero stuff returned by 'new'
[stockfish] / src / material.cpp
index 8532e361e81a3429e30609762b7011c7dde3b7fc..5e8f75d9cc4b6c2561fdd5b1a5bb784078be323c 100644 (file)
@@ -1,7 +1,7 @@
 /*
   Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
   Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
-  Copyright (C) 2008-2009 Marco Costalba
+  Copyright (C) 2008-2010 Marco Costalba, Joona Kiiski, Tord Romstad
 
   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
   it under the terms of the GNU General Public License as published by
@@ -23,6 +23,7 @@
 ////
 
 #include <cassert>
+#include <cstring>
 #include <sstream>
 #include <map>
 
@@ -37,30 +38,60 @@ using namespace std;
 
 namespace {
 
+  // Values modified by Joona Kiiski
+  const Value MidgameLimit = Value(15581);
+  const Value EndgameLimit = Value(3998);
+
   // Polynomial material balance parameters
   const Value RedundantQueenPenalty = Value(320);
   const Value RedundantRookPenalty  = Value(554);
-  const int LinearCoefficients[6]   = { 1617, -162, -1172, -190, 105, 26 };
+
+  const int LinearCoefficients[6] = { 1617, -162, -1172, -190, 105, 26 };
 
   const int QuadraticCoefficientsSameColor[][6] = {
   { 7, 7, 7, 7, 7, 7 }, { 39, 2, 7, 7, 7, 7 }, { 35, 271, -4, 7, 7, 7 },
   { 7, 25, 4, 7, 7, 7 }, { -27, -2, 46, 100, 56, 7 }, { 58, 29, 83, 148, -3, -25 } };
 
   const int QuadraticCoefficientsOppositeColor[][6] = {
-  { 0, 0, 0, 0, 0, 0 }, { -4, 0, 0, 0, 0, 0 }, { -31, 21, 0, 0, 0, 0 },
-  { 16, 23, -2, 0, 0, 0 }, { 9, -1, -18, -63, 0, 0 }, { 65, 60, -38, 110, 130, 0 } };
-
-  // Named endgame evaluation and scaling functions, these
-  // are accessed direcly and not through the function maps.
-  EvaluationFunction<KmmKm> EvaluateKmmKm(WHITE);
-  EvaluationFunction<KXK>   EvaluateKXK(WHITE), EvaluateKKX(BLACK);
-  ScalingFunction<KBPsK>    ScaleKBPsK(WHITE),  ScaleKKBPs(BLACK);
-  ScalingFunction<KQKRPs>   ScaleKQKRPs(WHITE), ScaleKRPsKQ(BLACK);
-  ScalingFunction<KPsK>     ScaleKPsK(WHITE),   ScaleKKPs(BLACK);
-  ScalingFunction<KPKP>     ScaleKPKPw(WHITE),  ScaleKPKPb(BLACK);
+  { 41, 41, 41, 41, 41, 41 }, { 37, 41, 41, 41, 41, 41 }, { 10, 62, 41, 41, 41, 41 },
+  { 57, 64, 39, 41, 41, 41 }, { 50, 40, 23, -22, 41, 41 }, { 106, 101, 3, 151, 171, 41 } };
 
   typedef EndgameEvaluationFunctionBase EF;
   typedef EndgameScalingFunctionBase SF;
+  typedef map<Key, EF*> EFMap;
+  typedef map<Key, SF*> SFMap;
+
+  // Endgame evaluation and scaling functions accessed direcly and not through
+  // the function maps because correspond to more then one material hash key.
+  EvaluationFunction<KmmKm> EvaluateKmmKm[] = { EvaluationFunction<KmmKm>(WHITE), EvaluationFunction<KmmKm>(BLACK) };
+  EvaluationFunction<KXK>   EvaluateKXK[]   = { EvaluationFunction<KXK>(WHITE),   EvaluationFunction<KXK>(BLACK) };
+  ScalingFunction<KBPsK>    ScaleKBPsK[]    = { ScalingFunction<KBPsK>(WHITE),    ScalingFunction<KBPsK>(BLACK) };
+  ScalingFunction<KQKRPs>   ScaleKQKRPs[]   = { ScalingFunction<KQKRPs>(WHITE),   ScalingFunction<KQKRPs>(BLACK) };
+  ScalingFunction<KPsK>     ScaleKPsK[]     = { ScalingFunction<KPsK>(WHITE),     ScalingFunction<KPsK>(BLACK) };
+  ScalingFunction<KPKP>     ScaleKPKP[]     = { ScalingFunction<KPKP>(WHITE),     ScalingFunction<KPKP>(BLACK) };
+
+  // Helper templates used to detect a given material distribution
+  template<Color Us> bool is_KXK(const Position& pos) {
+    const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
+    return   pos.non_pawn_material(Them) == VALUE_ZERO
+          && pos.piece_count(Them, PAWN) == 0
+          && pos.non_pawn_material(Us)   >= RookValueMidgame;
+  }
+
+  template<Color Us> bool is_KBPsK(const Position& pos) {
+    return   pos.non_pawn_material(Us)   == BishopValueMidgame
+          && pos.piece_count(Us, BISHOP) == 1
+          && pos.piece_count(Us, PAWN)   >= 1;
+  }
+
+  template<Color Us> bool is_KQKRPs(const Position& pos) {
+    const Color Them = (Us == WHITE ? BLACK : WHITE);
+    return   pos.piece_count(Us, PAWN)    == 0
+          && pos.non_pawn_material(Us)    == QueenValueMidgame
+          && pos.piece_count(Us, QUEEN)   == 1
+          && pos.piece_count(Them, ROOK)  == 1
+          && pos.piece_count(Them, PAWN)  >= 1;
+  }
 }
 
 
@@ -85,21 +116,17 @@ private:
   static Key buildKey(const string& keyCode);
   static const string swapColors(const string& keyCode);
 
-  // Here we store two maps, for evaluate and scaling functions
-  pair<map<Key, EF*>, map<Key, SF*> > maps;
+  // Here we store two maps, for evaluate and scaling functions...
+  pair<EFMap, SFMap> maps;
 
-  // Maps accessing functions returning const and non-const references
-  template<typename T> const map<Key, T*>& get() const { return maps.first; }
-  template<typename T> map<Key, T*>& get() { return maps.first; }
+  // ...and here is the accessing template function
+  template<typename T> const map<Key, T*>& get() const;
 };
 
 // Explicit specializations of a member function shall be declared in
 // the namespace of which the class template is a member.
-template<> const map<Key, SF*>&
-EndgameFunctions::get<SF>() const { return maps.second; }
-
-template<> map<Key, SF*>&
-EndgameFunctions::get<SF>() { return maps.second; }
+template<> const EFMap& EndgameFunctions::get<EF>() const { return maps.first; }
+template<> const SFMap& EndgameFunctions::get<SF>() const { return maps.second; }
 
 
 ////
@@ -108,18 +135,18 @@ EndgameFunctions::get<SF>() { return maps.second; }
 
 /// MaterialInfoTable c'tor and d'tor, called once by each thread
 
-MaterialInfoTable::MaterialInfoTable(unsigned int numOfEntries) {
+MaterialInfoTable::MaterialInfoTable() {
 
-  size = numOfEntries;
-  entries = new MaterialInfo[size];
+  entries = new MaterialInfo[MaterialTableSize];
   funcs = new EndgameFunctions();
 
   if (!entries || !funcs)
   {
-      cerr << "Failed to allocate " << numOfEntries * sizeof(MaterialInfo)
+      cerr << "Failed to allocate " << MaterialTableSize * sizeof(MaterialInfo)
            << " bytes for material hash table." << endl;
       Application::exit_with_failure();
   }
+  memset(entries, 0, MaterialTableSize * sizeof(MaterialInfo));
 }
 
 MaterialInfoTable::~MaterialInfoTable() {
@@ -129,6 +156,23 @@ MaterialInfoTable::~MaterialInfoTable() {
 }
 
 
+/// MaterialInfoTable::game_phase() calculates the phase given the current
+/// position. Because the phase is strictly a function of the material, it
+/// is stored in MaterialInfo.
+
+Phase MaterialInfoTable::game_phase(const Position& pos) {
+
+  Value npm = pos.non_pawn_material(WHITE) + pos.non_pawn_material(BLACK);
+
+  if (npm >= MidgameLimit)
+      return PHASE_MIDGAME;
+
+  if (npm <= EndgameLimit)
+      return PHASE_ENDGAME;
+
+  return Phase(((npm - EndgameLimit) * 128) / (MidgameLimit - EndgameLimit));
+}
+
 /// MaterialInfoTable::get_material_info() takes a position object as input,
 /// computes or looks up a MaterialInfo object, and returns a pointer to it.
 /// If the material configuration is not already present in the table, it
@@ -138,7 +182,7 @@ MaterialInfoTable::~MaterialInfoTable() {
 MaterialInfo* MaterialInfoTable::get_material_info(const Position& pos) {
 
   Key key = pos.get_material_key();
-  int index = key & (size - 1);
+  unsigned index = unsigned(key & (MaterialTableSize - 1));
   MaterialInfo* mi = entries + index;
 
   // If mi->key matches the position's material hash key, it means that we
@@ -148,42 +192,38 @@ MaterialInfo* MaterialInfoTable::get_material_info(const Position& pos) {
       return mi;
 
   // Clear the MaterialInfo object, and set its key
-  mi->clear();
+  memset(mi, 0, sizeof(MaterialInfo));
+  mi->factor[WHITE] = mi->factor[BLACK] = uint8_t(SCALE_FACTOR_NORMAL);
   mi->key = key;
 
+  // Store game phase
+  mi->gamePhase = MaterialInfoTable::game_phase(pos);
+
   // 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.
   if ((mi->evaluationFunction = funcs->get<EF>(key)) != NULL)
       return mi;
 
-  else if (   pos.non_pawn_material(BLACK) == Value(0)
-           && pos.piece_count(BLACK, PAWN) == 0
-           && pos.non_pawn_material(WHITE) >= RookValueMidgame)
+  if (is_KXK<WHITE>(pos) || is_KXK<BLACK>(pos))
   {
-      mi->evaluationFunction = &EvaluateKXK;
+      mi->evaluationFunction = is_KXK<WHITE>(pos) ? &EvaluateKXK[WHITE] : &EvaluateKXK[BLACK];
       return mi;
   }
-  else if (   pos.non_pawn_material(WHITE) == Value(0)
-           && pos.piece_count(WHITE, PAWN) == 0
-           && pos.non_pawn_material(BLACK) >= RookValueMidgame)
-  {
-      mi->evaluationFunction = &EvaluateKKX;
-      return mi;
-  }
-  else if (   pos.pawns() == EmptyBoardBB
-           && pos.rooks() == EmptyBoardBB
-           && pos.queens() == EmptyBoardBB)
+
+  if (   pos.pieces(PAWN)  == EmptyBoardBB
+      && pos.pieces(ROOK)  == EmptyBoardBB
+      && pos.pieces(QUEEN) == EmptyBoardBB)
   {
       // Minor piece endgame with at least one minor piece per side and
       // no pawns. Note that the case KmmK is already handled by KXK.
-      assert(pos.knights(WHITE) | pos.bishops(WHITE));
-      assert(pos.knights(BLACK) | pos.bishops(BLACK));
+      assert((pos.pieces(KNIGHT, WHITE) | pos.pieces(BISHOP, WHITE)));
+      assert((pos.pieces(KNIGHT, BLACK) | pos.pieces(BISHOP, BLACK)));
 
       if (   pos.piece_count(WHITE, BISHOP) + pos.piece_count(WHITE, KNIGHT) <= 2
           && pos.piece_count(BLACK, BISHOP) + pos.piece_count(BLACK, KNIGHT) <= 2)
       {
-          mi->evaluationFunction = &EvaluateKmmKm;
+          mi->evaluationFunction = &EvaluateKmmKm[WHITE];
           return mi;
       }
   }
@@ -191,10 +231,8 @@ MaterialInfo* MaterialInfoTable::get_material_info(const Position& pos) {
   // OK, we didn't find any special evaluation function for the current
   // material configuration. Is there a suitable scaling function?
   //
-  // The code below is rather messy, and it could easily get worse later,
-  // if we decide to add more special cases. We face problems when there
-  // are several conflicting applicable scaling functions and we need to
-  // decide which one to use.
+  // We face problems when there are several conflicting applicable
+  // scaling functions and we need to decide which one to use.
   SF* sf;
 
   if ((sf = funcs->get<SF>(key)) != NULL)
@@ -206,48 +244,36 @@ MaterialInfo* MaterialInfoTable::get_material_info(const Position& pos) {
   // Generic scaling functions that refer to more then one material
   // distribution. Should be probed after the specialized ones.
   // Note that these ones don't return after setting the function.
-  if (   pos.non_pawn_material(WHITE) == BishopValueMidgame
-      && pos.piece_count(WHITE, BISHOP) == 1
-      && pos.piece_count(WHITE, PAWN) >= 1)
-      mi->scalingFunction[WHITE] = &ScaleKBPsK;
-
-  if (   pos.non_pawn_material(BLACK) == BishopValueMidgame
-      && pos.piece_count(BLACK, BISHOP) == 1
-      && pos.piece_count(BLACK, PAWN) >= 1)
-      mi->scalingFunction[BLACK] = &ScaleKKBPs;
-
-  if (   pos.piece_count(WHITE, PAWN) == 0
-      && pos.non_pawn_material(WHITE) == QueenValueMidgame
-      && pos.piece_count(WHITE, QUEEN) == 1
-      && pos.piece_count(BLACK, ROOK) == 1
-      && pos.piece_count(BLACK, PAWN) >= 1)
-      mi->scalingFunction[WHITE] = &ScaleKQKRPs;
-
-  else if (   pos.piece_count(BLACK, PAWN) == 0
-           && pos.non_pawn_material(BLACK) == QueenValueMidgame
-           && pos.piece_count(BLACK, QUEEN) == 1
-           && pos.piece_count(WHITE, ROOK) == 1
-           && pos.piece_count(WHITE, PAWN) >= 1)
-      mi->scalingFunction[BLACK] = &ScaleKRPsKQ;
-
-  if (pos.non_pawn_material(WHITE) + pos.non_pawn_material(BLACK) == Value(0))
+  if (is_KBPsK<WHITE>(pos))
+      mi->scalingFunction[WHITE] = &ScaleKBPsK[WHITE];
+
+  if (is_KBPsK<BLACK>(pos))
+      mi->scalingFunction[BLACK] = &ScaleKBPsK[BLACK];
+
+  if (is_KQKRPs<WHITE>(pos))
+      mi->scalingFunction[WHITE] = &ScaleKQKRPs[WHITE];
+
+  else if (is_KQKRPs<BLACK>(pos))
+      mi->scalingFunction[BLACK] = &ScaleKQKRPs[BLACK];
+
+  if (pos.non_pawn_material(WHITE) + pos.non_pawn_material(BLACK) == VALUE_ZERO)
   {
       if (pos.piece_count(BLACK, PAWN) == 0)
       {
           assert(pos.piece_count(WHITE, PAWN) >= 2);
-          mi->scalingFunction[WHITE] = &ScaleKPsK;
+          mi->scalingFunction[WHITE] = &ScaleKPsK[WHITE];
       }
       else if (pos.piece_count(WHITE, PAWN) == 0)
       {
           assert(pos.piece_count(BLACK, PAWN) >= 2);
-          mi->scalingFunction[BLACK] = &ScaleKKPs;
+          mi->scalingFunction[BLACK] = &ScaleKPsK[BLACK];
       }
       else if (pos.piece_count(WHITE, PAWN) == 1 && pos.piece_count(BLACK, PAWN) == 1)
       {
           // This is a special case because we set scaling functions
           // for both colors instead of only one.
-          mi->scalingFunction[WHITE] = &ScaleKPKPw;
-          mi->scalingFunction[BLACK] = &ScaleKPKPb;
+          mi->scalingFunction[WHITE] = &ScaleKPKP[WHITE];
+          mi->scalingFunction[BLACK] = &ScaleKPKP[BLACK];
       }
   }
 
@@ -269,8 +295,8 @@ MaterialInfo* MaterialInfoTable::get_material_info(const Position& pos) {
                                  { 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;
-  int matValue = 0;
+  int sign, pt1, pt2, pc;
+  int v, vv, matValue = 0;
 
   for (c = WHITE, sign = 1; c <= BLACK; c++, sign = -sign)
   {
@@ -304,25 +330,27 @@ MaterialInfo* MaterialInfoTable::get_material_info(const Position& pos) {
         matValue -= sign * ((pieceCount[c][ROOK] - 1) * RedundantRookPenalty + pieceCount[c][QUEEN] * RedundantQueenPenalty);
 
     them = opposite_color(c);
+    v = 0;
 
     // Second-degree polynomial material imbalance by Tord Romstad
     //
-    // We use NO_PIECE_TYPE as a place holder for the bishop pair "extended piece",
+    // We use PIECE_TYPE_NONE as a place holder for the bishop pair "extended piece",
     // this allow us to be more flexible in defining bishop pair bonuses.
-    for (int pt1 = NO_PIECE_TYPE; pt1 <= QUEEN; pt1++)
+    for (pt1 = PIECE_TYPE_NONE; pt1 <= QUEEN; pt1++)
     {
-        int c1 = sign * pieceCount[c][pt1];
-        if (!c1)
+        pc = pieceCount[c][pt1];
+        if (!pc)
             continue;
 
-        matValue += c1 * LinearCoefficients[pt1];
+        vv = LinearCoefficients[pt1];
 
-        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];
-        }
+        for (pt2 = PIECE_TYPE_NONE; pt2 <= pt1; pt2++)
+            vv +=  pieceCount[c][pt2] * QuadraticCoefficientsSameColor[pt1][pt2]
+                 + pieceCount[them][pt2] * QuadraticCoefficientsOppositeColor[pt1][pt2];
+
+        v += pc * vv;
     }
+    matValue += sign * v;
   }
   mi->value = int16_t(matValue / 16);
   return mi;
@@ -348,16 +376,15 @@ EndgameFunctions::EndgameFunctions() {
   add<ScalingFunction<KBPPKB>  >("KBPPKB");
   add<ScalingFunction<KBPKN>   >("KBPKN");
   add<ScalingFunction<KRPPKRP> >("KRPPKRP");
-  add<ScalingFunction<KRPPKRP> >("KRPPKRP");
 }
 
 EndgameFunctions::~EndgameFunctions() {
 
-    for (map<Key, EF*>::iterator it = maps.first.begin(); it != maps.first.end(); ++it)
-        delete (*it).second;
+    for (EFMap::const_iterator it = maps.first.begin(); it != maps.first.end(); ++it)
+        delete it->second;
 
-    for (map<Key, SF*>::iterator it = maps.second.begin(); it != maps.second.end(); ++it)
-        delete (*it).second;
+    for (SFMap::const_iterator it = maps.second.begin(); it != maps.second.end(); ++it)
+        delete it->second;
 }
 
 Key EndgameFunctions::buildKey(const string& keyCode) {
@@ -375,10 +402,10 @@ Key EndgameFunctions::buildKey(const string& keyCode) {
         if (keyCode[i] == 'K')
             upcase = !upcase;
 
-        s << char(upcase? toupper(keyCode[i]) : tolower(keyCode[i]));
+        s << char(upcase ? toupper(keyCode[i]) : tolower(keyCode[i]));
     }
-    s << 8 - keyCode.length() << "/8/8/8/8/8/8/8 w -";
-    return Position(s.str()).get_material_key();
+    s << 8 - keyCode.length() << "/8/8/8/8/8/8/8 w - -";
+    return Position(s.str(), 0).get_material_key();
 }
 
 const string EndgameFunctions::swapColors(const string& keyCode) {
@@ -392,14 +419,15 @@ template<class T>
 void EndgameFunctions::add(const string& keyCode) {
 
   typedef typename T::Base F;
+  typedef map<Key, F*> M;
 
-  get<F>().insert(pair<Key, F*>(buildKey(keyCode), new T(WHITE)));
-  get<F>().insert(pair<Key, F*>(buildKey(swapColors(keyCode)), new T(BLACK)));
+  const_cast<M&>(get<F>()).insert(pair<Key, F*>(buildKey(keyCode), new T(WHITE)));
+  const_cast<M&>(get<F>()).insert(pair<Key, F*>(buildKey(swapColors(keyCode)), new T(BLACK)));
 }
 
 template<class T>
 T* EndgameFunctions::get(Key key) const {
 
-  typename map<Key, T*>::const_iterator it(get<T>().find(key));
-  return (it != get<T>().end() ? it->second : NULL);
+  typename map<Key, T*>::const_iterator it = get<T>().find(key);
+  return it != get<T>().end() ? it->second : NULL;
 }