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[stockfish] / src / material.cpp
index c7bb810d2869f6670e65c8099d11ca24eb666243..ce7d7ab591881c2a030ac57efd954822c6ad9425 100644 (file)
@@ -1,17 +1,18 @@
 /*
-  Glaurung, a UCI chess playing engine.
-  Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad
+  Stockfish, a UCI chess playing engine derived from Glaurung 2.1
+  Copyright (C) 2004-2008 Tord Romstad (Glaurung author)
+  Copyright (C) 2008 Marco Costalba
 
-  Glaurung is free software: you can redistribute it and/or modify
+  Stockfish is free software: you can redistribute it and/or modify
   it under the terms of the GNU General Public License as published by
   the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
   (at your option) any later version.
-  
-  Glaurung is distributed in the hope that it will be useful,
+
+  Stockfish is distributed in the hope that it will be useful,
   but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
   MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
   GNU General Public License for more details.
-  
+
   You should have received a copy of the GNU General Public License
   along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
 */
@@ -22,6 +23,7 @@
 ////
 
 #include <cassert>
+#include <map>
 
 #include "material.h"
 
@@ -35,135 +37,129 @@ namespace {
   const Value BishopPairMidgameBonus = Value(100);
   const Value BishopPairEndgameBonus = Value(100);
 
-  Key KPKMaterialKey, KKPMaterialKey;
-  Key KBNKMaterialKey, KKBNMaterialKey;
-  Key KRKPMaterialKey, KPKRMaterialKey;
-  Key KRKBMaterialKey, KBKRMaterialKey;
-  Key KRKNMaterialKey, KNKRMaterialKey;
-  Key KQKRMaterialKey, KRKQMaterialKey;
   Key KRPKRMaterialKey, KRKRPMaterialKey;
-  Key KRPPKRPMaterialKey, KRPKRPPMaterialKey;
-  Key KNNKMaterialKey, KKNNMaterialKey;
+  Key KNNKMaterialKey,  KKNNMaterialKey;
   Key KBPKBMaterialKey, KBKBPMaterialKey;
   Key KBPKNMaterialKey, KNKBPMaterialKey;
-  Key KNPKMaterialKey, KKNPMaterialKey;
+  Key KNPKMaterialKey,  KKNPMaterialKey;
   Key KPKPMaterialKey;
+  Key KRPPKRPMaterialKey, KRPKRPPMaterialKey;
 
-};
+  std::map<Key, EndgameEvaluationFunction*> EEFmap;
+
+  void EEFAdd(Key k, EndgameEvaluationFunction* f) {
+
+      EEFmap.insert(std::pair<Key, EndgameEvaluationFunction*>(k, f));
+  }
+}
 
 
 ////
 //// Functions
 ////
 
-/// MaterialInfo::init() is called during program initialization.  It 
+/// 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() {
-  KPKMaterialKey = Position::zobMaterial[WHITE][PAWN][1];
-  KKPMaterialKey = Position::zobMaterial[BLACK][PAWN][1];
-  KBNKMaterialKey =
-    Position::zobMaterial[WHITE][BISHOP][1] ^
-    Position::zobMaterial[WHITE][KNIGHT][1];
-  KKBNMaterialKey =
-    Position::zobMaterial[BLACK][BISHOP][1] ^
-    Position::zobMaterial[BLACK][KNIGHT][1];
-  KRKPMaterialKey =
-    Position::zobMaterial[WHITE][ROOK][1] ^
-    Position::zobMaterial[BLACK][PAWN][1];
-  KPKRMaterialKey =
-    Position::zobMaterial[WHITE][PAWN][1] ^
-    Position::zobMaterial[BLACK][ROOK][1];
-  KRKBMaterialKey =
-    Position::zobMaterial[WHITE][ROOK][1] ^
-    Position::zobMaterial[BLACK][BISHOP][1];
-  KBKRMaterialKey =
-    Position::zobMaterial[WHITE][BISHOP][1] ^
-    Position::zobMaterial[BLACK][ROOK][1];
-  KRKNMaterialKey =
-    Position::zobMaterial[WHITE][ROOK][1] ^
-    Position::zobMaterial[BLACK][KNIGHT][1];
-  KNKRMaterialKey =
-    Position::zobMaterial[WHITE][KNIGHT][1] ^
-    Position::zobMaterial[BLACK][ROOK][1];
-  KQKRMaterialKey =
-    Position::zobMaterial[WHITE][QUEEN][1] ^
-    Position::zobMaterial[BLACK][ROOK][1];
-  KRKQMaterialKey =
-    Position::zobMaterial[WHITE][ROOK][1] ^
-    Position::zobMaterial[BLACK][QUEEN][1];
-  KRPKRMaterialKey =
-    Position::zobMaterial[WHITE][ROOK][1] ^
-    Position::zobMaterial[WHITE][PAWN][1] ^
-    Position::zobMaterial[BLACK][ROOK][1];
-  KRKRPMaterialKey =
-    Position::zobMaterial[WHITE][ROOK][1] ^
-    Position::zobMaterial[BLACK][ROOK][1] ^
-    Position::zobMaterial[BLACK][PAWN][1];
+
+  typedef Key ZM[2][8][16];
+  const ZM& z = Position::zobMaterial;
+
+  static const Color W = WHITE;
+  static const Color B = BLACK;
+  
+  EEFAdd(z[W][PAWN][1], &EvaluateKPK);
+  EEFAdd(z[B][PAWN][1], &EvaluateKKP);
+
+  EEFAdd(z[W][BISHOP][1] ^ z[W][KNIGHT][1], &EvaluateKBNK);
+  EEFAdd(z[B][BISHOP][1] ^ z[B][KNIGHT][1], &EvaluateKKBN);
+  EEFAdd(z[W][ROOK][1]   ^ z[B][PAWN][1],   &EvaluateKRKP);
+  EEFAdd(z[W][PAWN][1]   ^ z[B][ROOK][1],   &EvaluateKPKR);
+  EEFAdd(z[W][ROOK][1]   ^ z[B][BISHOP][1], &EvaluateKRKB);
+  EEFAdd(z[W][BISHOP][1] ^ z[B][ROOK][1],   &EvaluateKBKR);
+  EEFAdd(z[W][ROOK][1]   ^ z[B][KNIGHT][1], &EvaluateKRKN);
+  EEFAdd(z[W][KNIGHT][1] ^ z[B][ROOK][1],   &EvaluateKNKR);
+  EEFAdd(z[W][QUEEN][1]  ^ z[B][ROOK][1],   &EvaluateKQKR);
+  EEFAdd(z[W][ROOK][1]   ^ z[B][QUEEN][1],  &EvaluateKRKQ);
+
+  KRPKRMaterialKey = z[W][ROOK][1]
+                   ^ z[W][PAWN][1]
+                   ^ z[B][ROOK][1];
+
+  KRKRPMaterialKey = z[W][ROOK][1]
+                   ^ z[B][ROOK][1]
+                   ^ z[B][PAWN][1];
+
   KRPPKRPMaterialKey =
-    Position::zobMaterial[WHITE][ROOK][1] ^
-    Position::zobMaterial[WHITE][PAWN][1] ^
-    Position::zobMaterial[WHITE][PAWN][2] ^
-    Position::zobMaterial[BLACK][ROOK][1] ^
-    Position::zobMaterial[BLACK][PAWN][1];
+    z[W][ROOK][1] ^
+    z[W][PAWN][1] ^
+    z[W][PAWN][2] ^
+    z[B][ROOK][1] ^
+    z[B][PAWN][1];
   KRPKRPPMaterialKey =
-    Position::zobMaterial[WHITE][ROOK][1] ^
-    Position::zobMaterial[WHITE][PAWN][1] ^
-    Position::zobMaterial[BLACK][ROOK][1] ^
-    Position::zobMaterial[BLACK][PAWN][1] ^
-    Position::zobMaterial[BLACK][PAWN][2];
+    z[W][ROOK][1] ^
+    z[W][PAWN][1] ^
+    z[B][ROOK][1] ^
+    z[B][PAWN][1] ^
+    z[B][PAWN][2];
   KNNKMaterialKey =
-    Position::zobMaterial[WHITE][KNIGHT][1] ^
-    Position::zobMaterial[WHITE][KNIGHT][2];
+    z[W][KNIGHT][1] ^
+    z[W][KNIGHT][2];
   KKNNMaterialKey =
-    Position::zobMaterial[BLACK][KNIGHT][1] ^
-    Position::zobMaterial[BLACK][KNIGHT][2];
+    z[B][KNIGHT][1] ^
+    z[B][KNIGHT][2];
   KBPKBMaterialKey =
-    Position::zobMaterial[WHITE][BISHOP][1] ^
-    Position::zobMaterial[WHITE][PAWN][1] ^
-    Position::zobMaterial[BLACK][BISHOP][1];
+    z[W][BISHOP][1] ^
+    z[W][PAWN][1] ^
+    z[B][BISHOP][1];
   KBKBPMaterialKey =
-    Position::zobMaterial[WHITE][BISHOP][1] ^
-    Position::zobMaterial[BLACK][BISHOP][1] ^
-    Position::zobMaterial[BLACK][PAWN][1];
+    z[W][BISHOP][1] ^
+    z[B][BISHOP][1] ^
+    z[B][PAWN][1];
   KBPKNMaterialKey =
-    Position::zobMaterial[WHITE][BISHOP][1] ^
-    Position::zobMaterial[WHITE][PAWN][1] ^
-    Position::zobMaterial[BLACK][KNIGHT][1];
+    z[W][BISHOP][1] ^
+    z[W][PAWN][1] ^
+    z[B][KNIGHT][1];
   KNKBPMaterialKey =
-    Position::zobMaterial[WHITE][KNIGHT][1] ^
-    Position::zobMaterial[BLACK][BISHOP][1] ^
-    Position::zobMaterial[BLACK][PAWN][1];
+    z[W][KNIGHT][1] ^
+    z[B][BISHOP][1] ^
+    z[B][PAWN][1];
   KNPKMaterialKey =
-    Position::zobMaterial[WHITE][KNIGHT][1] ^
-    Position::zobMaterial[WHITE][PAWN][1];
+    z[W][KNIGHT][1] ^
+    z[W][PAWN][1];
   KKNPMaterialKey =
-    Position::zobMaterial[BLACK][KNIGHT][1] ^
-    Position::zobMaterial[BLACK][PAWN][1];
+    z[B][KNIGHT][1] ^
+    z[B][PAWN][1];
   KPKPMaterialKey =
-    Position::zobMaterial[WHITE][PAWN][1] ^
-    Position::zobMaterial[BLACK][PAWN][1];
+    z[W][PAWN][1] ^
+    z[B][PAWN][1];
+
+
 }
 
 
 /// Constructor for the MaterialInfoTable class.
 
 MaterialInfoTable::MaterialInfoTable(unsigned numOfEntries) {
+
   size = numOfEntries;
   entries = new MaterialInfo[size];
-  if(entries == NULL) {
-    std::cerr << "Failed to allocate " << (numOfEntries * sizeof(MaterialInfo))
-              << " bytes for material hash table." << std::endl;
-    exit(EXIT_FAILURE);
+  if (!entries)
+  {
+      std::cerr << "Failed to allocate " << (numOfEntries * sizeof(MaterialInfo))
+                << " bytes for material hash table." << std::endl;
+      exit(EXIT_FAILURE);
   }
-  this->clear();
+  clear();
 }
 
 
 /// Destructor for the MaterialInfoTable class.
 
 MaterialInfoTable::~MaterialInfoTable() {
+
   delete [] entries;
 }
 
@@ -172,6 +168,7 @@ MaterialInfoTable::~MaterialInfoTable() {
 /// all entries to 0.
 
 void MaterialInfoTable::clear() {
+
   memset(entries, 0, size * sizeof(MaterialInfo));
 }
 
@@ -179,15 +176,16 @@ void MaterialInfoTable::clear() {
 /// 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
-/// is stored there, so we don't have to recompute everything when the 
+/// 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) {
+
   Key key = pos.get_material_key();
   int index = key & (size - 1);
   MaterialInfo *mi = entries + index;
 
-  // If mi->key matches the position's material hash key, it means that we 
+  // 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)
@@ -199,76 +197,36 @@ MaterialInfo *MaterialInfoTable::get_material_info(const Position &pos) {
 
   // A special case before looking for a specialized evaluation function:
   // KNN vs K is a draw:
-  if(key == KNNKMaterialKey || key == KKNNMaterialKey) {
+  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:
-  if(key == KPKMaterialKey) {
-    mi->evaluationFunction = &EvaluateKPK;
-    return mi;
-  }
-  else if(key == KKPMaterialKey) {
-    mi->evaluationFunction = &EvaluateKKP;
-    return mi;
+  // particular material configuration
+  if (EEFmap.find(key) != EEFmap.end())
+  {
+      mi->evaluationFunction = EEFmap[key];
+      return mi;
   }
-  else if(key == KBNKMaterialKey) {
-    mi->evaluationFunction = &EvaluateKBNK;
-    return mi;
+  else if (   pos.non_pawn_material(BLACK) == Value(0)
+           && pos.piece_count(BLACK, PAWN) == 0
+           && pos.non_pawn_material(WHITE) >= RookValueEndgame)
+  {
+      mi->evaluationFunction = &EvaluateKXK;
+      return mi;
   }
-  else if(key == KKBNMaterialKey) {
-    mi->evaluationFunction = &EvaluateKKBN;
-    return mi;
-  }
-  else if(key == KRKPMaterialKey) {
-    mi->evaluationFunction = &EvaluateKRKP;
-    return mi;
-  }
-  else if(key == KPKRMaterialKey) {
-    mi->evaluationFunction = &EvaluateKPKR;
-    return mi;
-  }
-  else if(key == KRKBMaterialKey) {
-    mi->evaluationFunction = &EvaluateKRKB;
-    return mi;
-  }
-  else if(key == KBKRMaterialKey) {
-    mi->evaluationFunction = &EvaluateKBKR;
-    return mi;
-  }
-  else if(key == KRKNMaterialKey) {
-    mi->evaluationFunction = &EvaluateKRKN;
-    return mi;
-  }
-  else if(key == KNKRMaterialKey) {
-    mi->evaluationFunction = &EvaluateKNKR;
-    return mi;
-  }
-  else if(key == KQKRMaterialKey) {
-    mi->evaluationFunction = &EvaluateKQKR;
-    return mi;
-  }
-  else if(key == KRKQMaterialKey) {
-    mi->evaluationFunction = &EvaluateKRKQ;
-    return mi;
-  }
-  else if(pos.non_pawn_material(BLACK) == Value(0) &&
-          pos.pawn_count(BLACK) == 0 &&
-          pos.non_pawn_material(WHITE) >= RookValueEndgame) {
-    mi->evaluationFunction = &EvaluateKXK;
-    return mi;
-  }
-  else if(pos.non_pawn_material(WHITE) == Value(0) &&
-          pos.pawn_count(WHITE) == 0 &&
-          pos.non_pawn_material(BLACK) >= RookValueEndgame) {
-    mi->evaluationFunction = &EvaluateKKX;
-    return mi;
+  else if (   pos.non_pawn_material(WHITE) == Value(0)
+           && pos.piece_count(WHITE, PAWN) == 0
+           && pos.non_pawn_material(BLACK) >= RookValueEndgame)
+  {
+      mi->evaluationFunction = &EvaluateKKX;
+      return mi;
   }
 
   // OK, we didn't find any special evaluation function for the current
-  // material configuration.  Is there a suitable scaling function?
+  // 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
@@ -317,48 +275,48 @@ MaterialInfo *MaterialInfoTable::get_material_info(const Position &pos) {
   }
 
   if(pos.non_pawn_material(WHITE) == BishopValueMidgame &&
-     pos.bishop_count(WHITE) == 1 && pos.pawn_count(WHITE) >= 1)
+     pos.piece_count(WHITE, BISHOP) == 1 && pos.piece_count(WHITE, PAWN) >= 1)
     mi->scalingFunction[WHITE] = &ScaleKBPK;
   if(pos.non_pawn_material(BLACK) == BishopValueMidgame &&
-     pos.bishop_count(BLACK) == 1 && pos.pawn_count(BLACK) >= 1)
+     pos.piece_count(BLACK, BISHOP) == 1 && pos.piece_count(BLACK, PAWN) >= 1)
     mi->scalingFunction[BLACK] = &ScaleKKBP;
 
-  if(pos.pawn_count(WHITE) == 0 &&
+  if(pos.piece_count(WHITE, PAWN) == 0 &&
      pos.non_pawn_material(WHITE) == QueenValueMidgame &&
-     pos.queen_count(WHITE) == 1 &&
-     pos.rook_count(BLACK) == 1 && pos.pawn_count(BLACK) >= 1)
+     pos.piece_count(WHITE, QUEEN) == 1 &&
+     pos.piece_count(BLACK, ROOK) == 1 && pos.piece_count(BLACK, PAWN) >= 1)
     mi->scalingFunction[WHITE] = &ScaleKQKRP;
-  else if(pos.pawn_count(BLACK) == 0 &&
+  else if(pos.piece_count(BLACK, PAWN) == 0 &&
           pos.non_pawn_material(BLACK) == QueenValueMidgame &&
-          pos.queen_count(BLACK) == 1 &&
-          pos.rook_count(WHITE) == 1 && pos.pawn_count(WHITE) >= 1)
+          pos.piece_count(BLACK, QUEEN) == 1 &&
+          pos.piece_count(WHITE, ROOK) == 1 && pos.piece_count(WHITE, PAWN) >= 1)
     mi->scalingFunction[BLACK] = &ScaleKRPKQ;
 
   if(pos.non_pawn_material(WHITE) + pos.non_pawn_material(BLACK) == Value(0)) {
-    if(pos.pawn_count(BLACK) == 0) {
-      assert(pos.pawn_count(WHITE) >= 2);
+    if(pos.piece_count(BLACK, PAWN) == 0) {
+      assert(pos.piece_count(WHITE, PAWN) >= 2);
       mi->scalingFunction[WHITE] = &ScaleKPsK;
     }
-    else if(pos.pawn_count(WHITE) == 0) {
-      assert(pos.pawn_count(BLACK) >= 2);
+    else if(pos.piece_count(WHITE, PAWN) == 0) {
+      assert(pos.piece_count(BLACK, PAWN) >= 2);
       mi->scalingFunction[BLACK] = &ScaleKKPs;
     }
-    else if(pos.pawn_count(WHITE) == 1 && pos.pawn_count(BLACK) == 1) {
+    else if(pos.piece_count(WHITE, PAWN) == 1 && pos.piece_count(BLACK, PAWN) == 1) {
       mi->scalingFunction[WHITE] = &ScaleKPKPw;
       mi->scalingFunction[BLACK] = &ScaleKPKPb;
     }
   }
 
   // Evaluate the material balance.
-  
+
   Color c;
   int sign;
   Value egValue = Value(0), mgValue = Value(0);
-  
+
   for(c = WHITE, sign = 1; c <= BLACK; c++, sign = -sign) {
 
     // No pawns makes it difficult to win, even with a material advantage:
-    if(pos.pawn_count(c) == 0 &&
+    if(pos.piece_count(c, PAWN) == 0 &&
        pos.non_pawn_material(c) - pos.non_pawn_material(opposite_color(c))
        <= BishopValueMidgame) {
       if(pos.non_pawn_material(c) == pos.non_pawn_material(opposite_color(c)))
@@ -366,7 +324,7 @@ MaterialInfo *MaterialInfoTable::get_material_info(const Position &pos) {
       else if(pos.non_pawn_material(c) < RookValueMidgame)
         mi->factor[c] = 0;
       else {
-        switch(pos.bishop_count(c)) {
+        switch(pos.piece_count(c, BISHOP)) {
         case 2:
           mi->factor[c] = 32; break;
         case 1:
@@ -376,27 +334,27 @@ MaterialInfo *MaterialInfoTable::get_material_info(const Position &pos) {
         }
       }
     }
-    
+
     // Bishop pair:
-    if(pos.bishop_count(c) >= 2) {
+    if(pos.piece_count(c, BISHOP) >= 2) {
       mgValue += sign * BishopPairMidgameBonus;
       egValue += sign * BishopPairEndgameBonus;
     }
 
-    // Knights are stronger when there are many pawns on the board.  The 
+    // 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": 
+    // Imbalances in Chess":
     // http://mywebpages.comcast.net/danheisman/Articles/evaluation_of_material_imbalance.htm
-    mgValue += sign * Value(pos.knight_count(c)*(pos.pawn_count(c)-5)*16);
-    egValue += sign * Value(pos.knight_count(c)*(pos.pawn_count(c)-5)*16);
+    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);
 
     // Redundancy of major pieces, again based on Kaufman's paper:
-    if(pos.rook_count(c) >= 1) {
-      Value v = Value((pos.rook_count(c) - 1) * 32 + pos.queen_count(c) * 16);
+    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;
     }
-      
+
   }
 
   mi->mgValue = int16_t(mgValue);