]> git.sesse.net Git - stockfish/blobdiff - src/material.cpp
Give credit to Joona for optimized parameters
[stockfish] / src / material.cpp
index 3b1ead6dafcd22ed40706b666819e8ad3441d23c..8a13d11559737ce36f3e6d88125e607131c55b7e 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 Marco Costalba
+  Copyright (C) 2008-2009 Marco Costalba
 
   Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
   it under the terms of the GNU General Public License as published by
 ////
 
 #include <cassert>
+#include <cstring>
+#include <sstream>
 #include <map>
 
 #include "material.h"
 
+using std::string;
 
 ////
 //// Local definitions
 
 namespace {
 
-  const Value BishopPairMidgameBonus = Value(100);
-  const Value BishopPairEndgameBonus = Value(100);
+  // Values modified by Joona Kiiski
+  const Value BishopPairMidgameBonus = Value(109);
+  const Value BishopPairEndgameBonus = Value(97);
 
   Key KNNKMaterialKey, KKNNMaterialKey;
 
-  struct ScalingInfo
-  {
-      Color col;
-      ScalingFunction* fun;
-  };
-
-  std::map<Key, EndgameEvaluationFunction*> EEFmap;
-  std::map<Key, ScalingInfo> ESFmap;
-
-  void add(Key k, EndgameEvaluationFunction* f) {
-
-      EEFmap.insert(std::pair<Key, EndgameEvaluationFunction*>(k, f));
-  }
-
-  void add(Key k, Color c, ScalingFunction* f) {
-
-      ScalingInfo s = {c, f};
-      ESFmap.insert(std::pair<Key, ScalingInfo>(k, s));
-  }
-
 }
 
-
 ////
-//// Functions
+//// Classes
 ////
 
-/// MaterialInfo::init() is called during program initialization. It
-/// precomputes material hash keys for a few basic endgames, in order
-/// to make it easy to recognize such endgames when they occur.
 
-void MaterialInfo::init() {
+/// See header for a class description. It is declared here to avoid
+/// to include <map> in the header file.
 
-  typedef Key ZM[2][8][16];
-  const ZM& z = Position::zobMaterial;
+class EndgameFunctions {
 
-  static const Color W = WHITE;
-  static const Color B = BLACK;
+public:
+  EndgameFunctions();
+  EndgameEvaluationFunctionBase* getEEF(Key key) const;
+  EndgameScalingFunctionBase* getESF(Key key, Color* c) const;
 
-  KNNKMaterialKey = z[W][KNIGHT][1] ^ z[W][KNIGHT][2];
-  KKNNMaterialKey = z[B][KNIGHT][1] ^ z[B][KNIGHT][2];
+private:
+  void add(const string& keyCode, EndgameEvaluationFunctionBase* f);
+  void add(const string& keyCode, Color c, EndgameScalingFunctionBase* f);
+  Key buildKey(const string& keyCode);
 
-  add(z[W][PAWN][1], &EvaluateKPK);
-  add(z[B][PAWN][1], &EvaluateKKP);
-
-  add(z[W][BISHOP][1] ^ z[W][KNIGHT][1], &EvaluateKBNK);
-  add(z[B][BISHOP][1] ^ z[B][KNIGHT][1], &EvaluateKKBN);
-  add(z[W][ROOK][1]   ^ z[B][PAWN][1],   &EvaluateKRKP);
-  add(z[W][PAWN][1]   ^ z[B][ROOK][1],   &EvaluateKPKR);
-  add(z[W][ROOK][1]   ^ z[B][BISHOP][1], &EvaluateKRKB);
-  add(z[W][BISHOP][1] ^ z[B][ROOK][1],   &EvaluateKBKR);
-  add(z[W][ROOK][1]   ^ z[B][KNIGHT][1], &EvaluateKRKN);
-  add(z[W][KNIGHT][1] ^ z[B][ROOK][1],   &EvaluateKNKR);
-  add(z[W][QUEEN][1]  ^ z[B][ROOK][1],   &EvaluateKQKR);
-  add(z[W][ROOK][1]   ^ z[B][QUEEN][1],  &EvaluateKRKQ);
+  struct ScalingInfo
+  {
+      Color col;
+      EndgameScalingFunctionBase* fun;
+  };
 
-  add(z[W][KNIGHT][1] ^ z[W][PAWN][1], W, &ScaleKNPK);
-  add(z[B][KNIGHT][1] ^ z[B][PAWN][1], B, &ScaleKKNP);
+  std::map<Key, EndgameEvaluationFunctionBase*> EEFmap;
+  std::map<Key, ScalingInfo> ESFmap;
+};
 
-  add(z[W][ROOK][1]   ^ z[W][PAWN][1]   ^ z[B][ROOK][1]  , W, &ScaleKRPKR);
-  add(z[W][ROOK][1]   ^ z[B][ROOK][1]   ^ z[B][PAWN][1]  , B, &ScaleKRKRP);
-  add(z[W][BISHOP][1] ^ z[W][PAWN][1]   ^ z[B][BISHOP][1], W, &ScaleKBPKB);
-  add(z[W][BISHOP][1] ^ z[B][BISHOP][1] ^ z[B][PAWN][1]  , B, &ScaleKBKBP);
-  add(z[W][BISHOP][1] ^ z[W][PAWN][1]   ^ z[B][KNIGHT][1], W, &ScaleKBPKN);
-  add(z[W][KNIGHT][1] ^ z[B][BISHOP][1] ^ z[B][PAWN][1]  , B, &ScaleKNKBP);
 
-  add(z[W][ROOK][1] ^ z[W][PAWN][1] ^ z[W][PAWN][2] ^ z[B][ROOK][1] ^ z[B][PAWN][1], W, &ScaleKRPPKRP);
-  add(z[W][ROOK][1] ^ z[W][PAWN][1] ^ z[B][ROOK][1] ^ z[B][PAWN][1] ^ z[B][PAWN][2], B, &ScaleKRPKRPP);
-}
+////
+//// Functions
+////
 
 
 /// Constructor for the MaterialInfoTable class
@@ -116,11 +87,12 @@ MaterialInfoTable::MaterialInfoTable(unsigned int numOfEntries) {
 
   size = numOfEntries;
   entries = new MaterialInfo[size];
-  if (!entries)
+  funcs = new EndgameFunctions();
+  if (!entries || !funcs)
   {
       std::cerr << "Failed to allocate " << (numOfEntries * sizeof(MaterialInfo))
                 << " bytes for material hash table." << std::endl;
-      exit(EXIT_FAILURE);
+      Application::exit_with_failure();
   }
   clear();
 }
@@ -131,6 +103,7 @@ MaterialInfoTable::MaterialInfoTable(unsigned int numOfEntries) {
 MaterialInfoTable::~MaterialInfoTable() {
 
   delete [] entries;
+  delete funcs;
 }
 
 
@@ -149,7 +122,7 @@ void MaterialInfoTable::clear() {
 /// is stored there, so we don't have to recompute everything when the
 /// same material configuration occurs again.
 
-MaterialInfo *MaterialInfoTable::get_material_info(const Position& pos) {
+MaterialInfoMaterialInfoTable::get_material_info(const Position& pos) {
 
   Key key = pos.get_material_key();
   int index = key & (size - 1);
@@ -157,29 +130,28 @@ MaterialInfo *MaterialInfoTable::get_material_info(const Position& pos) {
 
   // If mi->key matches the position's material hash key, it means that we
   // have analysed this material configuration before, and we can simply
-  // return the information we found the last time instead of recomputing it:
-  if(mi->key == key)
-    return mi;
+  // return the information we found the last time instead of recomputing it.
+  if (mi->key == key)
+      return mi;
 
-  // Clear the MaterialInfo object, and set its key:
+  // Clear the MaterialInfo object, and set its key
   mi->clear();
   mi->key = key;
 
   // A special case before looking for a specialized evaluation function
-  // KNN vs K is a draw
+  // KNN vs K is a draw.
   if (key == KNNKMaterialKey || key == KKNNMaterialKey)
   {
-    mi->factor[WHITE] = mi->factor[BLACK] = 0;
-    return mi;
+      mi->factor[WHITE] = mi->factor[BLACK] = 0;
+      return mi;
   }
 
   // Let's look if we have a specialized evaluation function for this
-  // particular material configuration
-  if (EEFmap.find(key) != EEFmap.end())
-  {
-      mi->evaluationFunction = EEFmap[key];
+  // particular material configuration. First we look for a fixed
+  // configuration one, then a generic one if previous search failed.
+  if ((mi->evaluationFunction = funcs->getEEF(key)) != NULL)
       return mi;
-  }
+
   else if (   pos.non_pawn_material(BLACK) == Value(0)
            && pos.piece_count(BLACK, PAWN) == 0
            && pos.non_pawn_material(WHITE) >= RookValueEndgame)
@@ -194,6 +166,22 @@ MaterialInfo *MaterialInfoTable::get_material_info(const Position& pos) {
       mi->evaluationFunction = &EvaluateKKX;
       return mi;
   }
+  else if (   pos.pawns() == EmptyBoardBB
+           && pos.rooks() == EmptyBoardBB
+           && pos.queens() == EmptyBoardBB)
+  {
+      // Minor piece endgame with at least one minor piece per side,
+      // and no pawns.
+      assert(pos.knights(WHITE) | pos.bishops(WHITE));
+      assert(pos.knights(BLACK) | pos.bishops(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;
+          return mi;
+      }
+  }
 
   // OK, we didn't find any special evaluation function for the current
   // material configuration. Is there a suitable scaling function?
@@ -202,10 +190,12 @@ MaterialInfo *MaterialInfoTable::get_material_info(const Position& pos) {
   // 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.
+  Color c;
+  EndgameScalingFunctionBase* sf;
 
-  if (ESFmap.find(key) != ESFmap.end())
+  if ((sf = funcs->getESF(key, &c)) != NULL)
   {
-      mi->scalingFunction[ESFmap[key].col] = ESFmap[key].fun;
+      mi->scalingFunction[c] = sf;
       return mi;
   }
 
@@ -252,9 +242,20 @@ MaterialInfo *MaterialInfoTable::get_material_info(const Position& pos) {
       }
   }
 
+  // Compute the space weight
+  if (pos.non_pawn_material(WHITE) + pos.non_pawn_material(BLACK) >=
+      2*QueenValueMidgame + 4*RookValueMidgame + 2*KnightValueMidgame)
+  {
+      int minorPieceCount =  pos.piece_count(WHITE, KNIGHT)
+                           + pos.piece_count(BLACK, KNIGHT)
+                           + pos.piece_count(WHITE, BISHOP)
+                           + pos.piece_count(BLACK, BISHOP);
+
+      mi->spaceWeight = minorPieceCount * minorPieceCount;
+  }
+
   // Evaluate the material balance
 
-  Color c;
   int sign;
   Value egValue = Value(0);
   Value mgValue = Value(0);
@@ -306,8 +307,97 @@ MaterialInfo *MaterialInfoTable::get_material_info(const Position& pos) {
         egValue -= sign * v;
     }
   }
-
   mi->mgValue = int16_t(mgValue);
   mi->egValue = int16_t(egValue);
   return mi;
 }
+
+
+/// EndgameFunctions member definitions. This class is used to store the maps
+/// of end game and scaling functions that MaterialInfoTable will query for
+/// each key. The maps are constant and are populated only at construction,
+/// but are per-thread instead of globals to avoid expensive locks.
+
+EndgameFunctions::EndgameFunctions() {
+
+  KNNKMaterialKey = buildKey("KNNK");
+  KKNNMaterialKey = buildKey("KKNN");
+
+  add("KPK",   &EvaluateKPK);
+  add("KKP",   &EvaluateKKP);
+  add("KBNK",  &EvaluateKBNK);
+  add("KKBN",  &EvaluateKKBN);
+  add("KRKP",  &EvaluateKRKP);
+  add("KPKR",  &EvaluateKPKR);
+  add("KRKB",  &EvaluateKRKB);
+  add("KBKR",  &EvaluateKBKR);
+  add("KRKN",  &EvaluateKRKN);
+  add("KNKR",  &EvaluateKNKR);
+  add("KQKR",  &EvaluateKQKR);
+  add("KRKQ",  &EvaluateKRKQ);
+  add("KBBKN", &EvaluateKBBKN);
+  add("KNKBB", &EvaluateKNKBB);
+
+  add("KNPK",    WHITE, &ScaleKNPK);
+  add("KKNP",    BLACK, &ScaleKKNP);
+  add("KRPKR",   WHITE, &ScaleKRPKR);
+  add("KRKRP",   BLACK, &ScaleKRKRP);
+  add("KBPKB",   WHITE, &ScaleKBPKB);
+  add("KBKBP",   BLACK, &ScaleKBKBP);
+  add("KBPPKB",  WHITE, &ScaleKBPPKB);
+  add("KBKBPP",  BLACK, &ScaleKBKBPP);
+  add("KBPKN",   WHITE, &ScaleKBPKN);
+  add("KNKBP",   BLACK, &ScaleKNKBP);
+  add("KRPPKRP", WHITE, &ScaleKRPPKRP);
+  add("KRPKRPP", BLACK, &ScaleKRPKRPP);
+  add("KRPPKRP", WHITE, &ScaleKRPPKRP);
+  add("KRPKRPP", BLACK, &ScaleKRPKRPP);
+}
+
+Key EndgameFunctions::buildKey(const string& keyCode) {
+
+    assert(keyCode.length() > 0 && keyCode[0] == 'K');
+    assert(keyCode.length() < 8);
+
+    std::stringstream s;
+    bool upcase = false;
+
+    // Build up a fen substring with the given pieces, note
+    // that the fen string could be of an illegal position.
+    for (size_t i = 0; i < keyCode.length(); i++)
+    {
+        if (keyCode[i] == 'K')
+            upcase = !upcase;
+
+        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();
+}
+
+void EndgameFunctions::add(const string& keyCode, EndgameEvaluationFunctionBase* f) {
+
+  EEFmap.insert(std::pair<Key, EndgameEvaluationFunctionBase*>(buildKey(keyCode), f));
+}
+
+void EndgameFunctions::add(const string& keyCode, Color c, EndgameScalingFunctionBase* f) {
+
+  ScalingInfo s = {c, f};
+  ESFmap.insert(std::pair<Key, ScalingInfo>(buildKey(keyCode), s));
+}
+
+EndgameEvaluationFunctionBase* EndgameFunctions::getEEF(Key key) const {
+
+  std::map<Key, EndgameEvaluationFunctionBase*>::const_iterator it(EEFmap.find(key));
+  return (it != EEFmap.end() ? it->second : NULL);
+}
+
+EndgameScalingFunctionBase* EndgameFunctions::getESF(Key key, Color* c) const {
+
+  std::map<Key, ScalingInfo>::const_iterator it(ESFmap.find(key));
+  if (it == ESFmap.end())
+      return NULL;
+
+  *c = it->second.col;
+  return it->second.fun;
+}