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Introduce scale factor in pawn evaluation
[stockfish] / src / pawns.cpp
index aefda8d2e9d3f44110a8d41fc55b0b16b73c66a7..b381b5c4abc3f567cec33c1b7a68964c70e65adf 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
@@ -38,64 +38,43 @@ namespace {
 
   /// Constants and variables
 
-  // Doubled pawn penalty by file, middle game
-  const Value DoubledPawnMidgamePenalty[8] = {
-    Value(13), Value(20), Value(23), Value(23),
-    Value(23), Value(23), Value(20), Value(13)
-  };
-
-  // Doubled pawn penalty by file, endgame
-  const Value DoubledPawnEndgamePenalty[8] = {
-    Value(43), Value(48), Value(48), Value(48),
-    Value(48), Value(48), Value(48), Value(43)
-  };
-
-  // Isolated pawn penalty by file, middle game
-  const Value IsolatedPawnMidgamePenalty[8] = {
-    Value(25), Value(36), Value(40), Value(40),
-    Value(40), Value(40), Value(36), Value(25)
-  };
-
-  // Isolated pawn penalty by file, endgame
-  const Value IsolatedPawnEndgamePenalty[8] = {
-    Value(30), Value(35), Value(35), Value(35),
-    Value(35), Value(35), Value(35), Value(30)
-  };
+  #define S(mg, eg) make_score(mg, eg)
 
-  // Backward pawn penalty by file, middle game
-  const Value BackwardPawnMidgamePenalty[8] = {
-    Value(20), Value(29), Value(33), Value(33),
-    Value(33), Value(33), Value(29), Value(20)
+  // Doubled pawn penalty by file
+  const Score DoubledPawnPenalty[8] = {
+    S(13, 43), S(20, 48), S(23, 48), S(23, 48),
+    S(23, 48), S(23, 48), S(20, 48), S(13, 43)
   };
 
-  // Backward pawn penalty by file, endgame
-  const Value BackwardPawnEndgamePenalty[8] = {
-    Value(28), Value(31), Value(31), Value(31),
-    Value(31), Value(31), Value(31), Value(28)
+  // Isolated pawn penalty by file
+  const Score IsolatedPawnPenalty[8] = {
+    S(25, 30), S(36, 35), S(40, 35), S(40, 35),
+    S(40, 35), S(40, 35), S(36, 35), S(25, 30)
   };
 
-  // Pawn chain membership bonus by file, middle game
-  const Value ChainMidgameBonus[8] = {
-    Value(11), Value(13), Value(13), Value(14),
-    Value(14), Value(13), Value(13), Value(11)
+  // Backward pawn penalty by file
+  const Score BackwardPawnPenalty[8] = {
+    S(20, 28), S(29, 31), S(33, 31), S(33, 31),
+    S(33, 31), S(33, 31), S(29, 31), S(20, 28)
   };
 
-  // Pawn chain membership bonus by file, endgame
-  const Value ChainEndgameBonus[8] = {
-    Value(-1), Value(-1), Value(-1), Value(-1),
-    Value(-1), Value(-1), Value(-1), Value(-1)
+  // Pawn chain membership bonus by file
+  const Score ChainBonus[8] = {
+    S(11,-1), S(13,-1), S(13,-1), S(14,-1),
+    S(14,-1), S(13,-1), S(13,-1), S(11,-1)
   };
 
-  // Candidate passed pawn bonus by rank, middle game
-  const Value CandidateMidgameBonus[8] = {
-    Value( 0), Value( 6), Value(6), Value(14),
-    Value(34), Value(83), Value(0), Value( 0)
+  // Candidate passed pawn bonus by rank
+  const Score CandidateBonus[8] = {
+    S( 0, 0), S( 6, 13), S(6,13), S(14,29),
+    S(34,68), S(83,166), S(0, 0), S( 0, 0)
   };
 
-  // Candidate passed pawn bonus by rank, endgame
-  const Value CandidateEndgameBonus[8] = {
-    Value( 0), Value( 13), Value(13), Value(29),
-    Value(68), Value(166), Value( 0), Value( 0)
+  // UnpairedPawnsTable[] gives a score according to the number
+  // of panws that do not have an enemy pawn in front of them.
+  const int UnpairedPawnsTable[8] = {
+    SCALE_FACTOR_NORMAL, SCALE_FACTOR_NORMAL, SCALE_FACTOR_NORMAL, SCALE_FACTOR_NORMAL,
+    SCALE_FACTOR_NORMAL, SCALE_FACTOR_NORMAL, SCALE_FACTOR_NORMAL, SCALE_FACTOR_NORMAL
   };
 
   // Pawn storm tables for positions with opposite castling
@@ -197,11 +176,8 @@ PawnInfo* PawnInfoTable::get_pawn_info(const Position& pos) {
   pi->pawnAttacks[BLACK] = ((blackPawns >> 7) & ~FileABB) | ((blackPawns >> 9) & ~FileHBB);
 
   // Evaluate pawns for both colors
-  Values whiteValues = evaluate_pawns<WHITE>(pos, whitePawns, blackPawns, pi);
-  Values blackValues = evaluate_pawns<BLACK>(pos, blackPawns, whitePawns, pi);
-
-  pi->mgValue = int16_t(whiteValues.first - blackValues.first);
-  pi->egValue = int16_t(whiteValues.second - blackValues.second);
+  pi->value =  evaluate_pawns<WHITE>(pos, whitePawns, blackPawns, pi)
+             - evaluate_pawns<BLACK>(pos, blackPawns, whitePawns, pi);
   return pi;
 }
 
@@ -209,16 +185,16 @@ PawnInfo* PawnInfoTable::get_pawn_info(const Position& pos) {
 /// PawnInfoTable::evaluate_pawns() evaluates each pawn of the given color
 
 template<Color Us>
-PawnInfoTable::Values PawnInfoTable::evaluate_pawns(const Position& pos, Bitboard ourPawns,
-                                                    Bitboard theirPawns, PawnInfo* pi) {
+Score PawnInfoTable::evaluate_pawns(const Position& pos, Bitboard ourPawns,
+                                    Bitboard theirPawns, PawnInfo* pi) {
   Square s;
   File f;
   Rank r;
-  bool passed, isolated, doubled, chain, backward, candidate;
+  bool passed, isolated, doubled, opposed, chain, backward, candidate;
   int bonus;
-  Value mgValue = Value(0);
-  Value egValue = Value(0);
+  Score value = make_score(0, 0);
   const Square* ptr = pos.piece_list_begin(Us, PAWN);
+  int unpairedPawnsNum = pos.piece_count(Us, PAWN);
 
   // Initialize pawn storm scores by giving bonuses for open files
   for (f = FILE_A; f <= FILE_H; f++)
@@ -238,9 +214,14 @@ PawnInfoTable::Values PawnInfoTable::evaluate_pawns(const Position& pos, Bitboar
       assert(pos.piece_on(s) == piece_of_color_and_type(Us, PAWN));
 
       // Passed, isolated or doubled pawn?
-      passed   = Position::pawn_is_passed(theirPawns, Us, s);
-      isolated = Position::pawn_is_isolated(ourPawns, s);
-      doubled  = Position::pawn_is_doubled(ourPawns, Us, s);
+      passed   = !(theirPawns & passed_pawn_mask(Us, s));
+      isolated = !(ourPawns & neighboring_files_bb(s));
+      doubled  = ourPawns & squares_behind(Us, s);
+      opposed  = theirPawns & squares_in_front_of(Us, s);
+
+      // Decrease number of unpaired pawns
+      if (opposed)
+          unpairedPawnsNum--;
 
       // We calculate kingside and queenside pawn storm
       // scores for both colors. These are used when evaluating
@@ -258,21 +239,16 @@ PawnInfoTable::Values PawnInfoTable::evaluate_pawns(const Position& pos, Bitboar
           Bitboard b = outpost_mask(Us, s) & theirPawns & (FileFBB | FileGBB | FileHBB);
           while (b)
           {
+              // Give a bonus according to the distance of the nearest enemy pawn
               Square s2 = pop_1st_bit(&b);
+              int v = StormLeverBonus[f] - 2 * square_distance(s, s2);
+
+              // If enemy pawn has no pawn beside itself is particularly vulnerable.
+              // Big bonus, especially against a weakness on the rook file
               if (!(theirPawns & neighboring_files_bb(s2) & rank_bb(s2)))
-              {
-                  // The enemy pawn has no pawn beside itself, which makes it
-                  // particularly vulnerable. Big bonus, especially against a
-                  // weakness on the rook file.
-                  if (square_file(s2) == FILE_H)
-                      bonus += 4*StormLeverBonus[f] - 8*square_distance(s, s2);
-                  else
-                      bonus += 2*StormLeverBonus[f] - 4*square_distance(s, s2);
-              } else
-                  // There is at least one enemy pawn beside the enemy pawn we look
-                  // at, which means that the pawn has somewhat better chances of
-                  // defending itself by advancing. Smaller bonus.
-                  bonus += StormLeverBonus[f] - 2*square_distance(s, s2);
+                  v *= (square_file(s2) == FILE_H ? 4 : 2);
+
+              bonus += v;
           }
       }
       pi->ksStormValue[Us] += bonus;
@@ -284,21 +260,16 @@ PawnInfoTable::Values PawnInfoTable::evaluate_pawns(const Position& pos, Bitboar
           Bitboard b = outpost_mask(Us, s) & theirPawns & (FileABB | FileBBB | FileCBB);
           while (b)
           {
+              // Give a bonus according to the distance of the nearest enemy pawn
               Square s2 = pop_1st_bit(&b);
+              int v = StormLeverBonus[f] - 4 * square_distance(s, s2);
+
+              // If enemy pawn has no pawn beside itself is particularly vulnerable.
+              // Big bonus, especially against a weakness on the rook file
               if (!(theirPawns & neighboring_files_bb(s2) & rank_bb(s2)))
-              {
-                  // The enemy pawn has no pawn beside itself, which makes it
-                  // particularly vulnerable. Big bonus, especially against a
-                  // weakness on the rook file.
-                  if (square_file(s2) == FILE_A)
-                      bonus += 4*StormLeverBonus[f] - 16*square_distance(s, s2);
-                  else
-                      bonus += 2*StormLeverBonus[f] - 8*square_distance(s, s2);
-              } else
-                  // There is at least one enemy pawn beside the enemy pawn we look
-                  // at, which means that the pawn has somewhat better chances of
-                  // defending itself by advancing. Smaller bonus.
-                  bonus += StormLeverBonus[f] - 4*square_distance(s, s2);
+                  v *= (square_file(s2) == FILE_A ? 4 : 2);
+
+              bonus += v;
           }
       }
       pi->qsStormValue[Us] += bonus;
@@ -341,7 +312,7 @@ PawnInfoTable::Values PawnInfoTable::evaluate_pawns(const Position& pos, Bitboar
 
       // Test for candidate passed pawn
       candidate =   !passed
-                 && !(theirPawns & file_bb(f))
+                 && !opposed
                  && (  count_1s_max_15(neighboring_files_bb(f) & (behind_bb(Us, r) | rank_bb(r)) & ourPawns)
                      - count_1s_max_15(neighboring_files_bb(f) & in_front_bb(Us, r)              & theirPawns)
                      >= 0);
@@ -358,42 +329,30 @@ PawnInfoTable::Values PawnInfoTable::evaluate_pawns(const Position& pos, Bitboar
 
       if (isolated)
       {
-          mgValue -= IsolatedPawnMidgamePenalty[f];
-          egValue -= IsolatedPawnEndgamePenalty[f];
+          value -= IsolatedPawnPenalty[f];
           if (!(theirPawns & file_bb(f)))
-          {
-              mgValue -= IsolatedPawnMidgamePenalty[f] / 2;
-              egValue -= IsolatedPawnEndgamePenalty[f] / 2;
-          }
+              value -= IsolatedPawnPenalty[f] / 2;
       }
       if (doubled)
-      {
-          mgValue -= DoubledPawnMidgamePenalty[f];
-          egValue -= DoubledPawnEndgamePenalty[f];
-      }
+          value -= DoubledPawnPenalty[f];
+
       if (backward)
       {
-          mgValue -= BackwardPawnMidgamePenalty[f];
-          egValue -= BackwardPawnEndgamePenalty[f];
+          value -= BackwardPawnPenalty[f];
           if (!(theirPawns & file_bb(f)))
-          {
-              mgValue -= BackwardPawnMidgamePenalty[f] / 2;
-              egValue -= BackwardPawnEndgamePenalty[f] / 2;
-          }
+              value -= BackwardPawnPenalty[f] / 2;
       }
       if (chain)
-      {
-          mgValue += ChainMidgameBonus[f];
-          egValue += ChainEndgameBonus[f];
-      }
+          value += ChainBonus[f];
+
       if (candidate)
-      {
-          mgValue += CandidateMidgameBonus[relative_rank(Us, s)];
-          egValue += CandidateEndgameBonus[relative_rank(Us, s)];
-      }
+          value += CandidateBonus[relative_rank(Us, s)];
   }
 
-  return Values(mgValue, egValue);
+  // Calculate a scale factor to be used to evaluate if position is drawish
+  pi->factor[Us] = UnpairedPawnsTable[unpairedPawnsNum];
+
+  return value;
 }