15技術のテックツリーとCPU AIをどう実装したか【小さな帝国 開発連載#4】

はじめに

超ミニ4X（シヴィライゼーション風のターン制経済シミュレーション）ブラウザゲーム「小さな帝国」の開発連載、第4回です。

• サービスURL：https://satou20250828.github.io/micro-empire/
• リポジトリ：https://github.com/Satou20250828/micro-empire

回	内容
#1	企画・課題発見
#2	要件定義
#3	設計（技術選定・状態設計・アーキテクチャ）
#4（本記事）	開発①ゲームロジック実装編
#5	開発②UI・画面実装編
#6	開発③テスト・CI/CD構築編
#7	開発中に遭遇した技術的問題
#8	完成・振り返り

前回（#3）で決めた「状態はmain.jsに集約し、各モジュールは状態を持たない関数の集まりにする」という設計を踏まえて、今回はゲームの中核ロジック（テックツリー・？マス・CPU AI・勝敗判定）の実装を書きます。

テックツリー：前提条件を配列の並び順で表現する

3系統×5段階、計15技術のテックツリーは、各系統を「前提条件でつながった一直線」として扱うため、配列の並び順そのものを前提条件として利用しています。

export const TECH_LINES = {
  agriculture: {
    label: '農業',
    emoji: '🌾',
    resource: 'food',
    techs: [
      { name: '農耕', cost: 10, bonus: 1 },
      { name: '灌漑', cost: 20, bonus: 2 },
      { name: '肥料', cost: 35, bonus: 3 },
      { name: '品種改良', cost: 55, note: '3ターン滞在制限の撤廃' },
      { name: '農業革命', cost: 80, note: '労働者が3体目に増える' },
    ],
  },
  // architecture, currency も同様の5段階構成
}

export function getNextTech(techState, lineKey) {
  const line = TECH_LINES[lineKey]
  const unlockedCount = techState[lineKey]
  if (unlockedCount >= line.techs.length) return null
  return line.techs[unlockedCount]
}

techState[lineKey]は「その系統で何段階解放済みか」を表す数値だけを持ち、techState.agricultureが2であれば「次に解放できるのは配列のインデックス2＝肥料」と機械的に導けます。個々の技術に「前提技術ID」のような参照を持たせる設計も検討しましたが、今回は一直線の系統が3本だけなので、配列のインデックスをそのまま前提条件として扱う方がコードがシンプルになると判断しました。

1〜3段階目と4〜5段階目で、効果の実装場所を分ける

15技術のうち1〜3段階目は「産出量+1〜+3」という数値効果で、techtree.js内のgetProductionBonus()で完結します。一方、4〜5段階目は「3ターン滞在制限の撤廃」「1ターン2マス移動」「？マスのマイナス効果消滅」など、他のモジュールのルールそのものを変える特殊効果です。

// techtree.js
// 1〜3段階目の産出ボーナス。4〜5段階目を解放していても数値ボーナスは3で頭打ち
// （4〜5段階目の特殊効果は各利用側でこのtechStateを直接参照して適用する）。
export function getProductionBonus(techState, resourceType) {
  const lineKey = RESOURCE_TO_LINE[resourceType]
  if (!lineKey) return 0
  return Math.min(techState[lineKey], 3)
}

4〜5段階目の効果はtechtree.js側に集約せず、それぞれを使う側のモジュールに直接書きました。

• workers.js：architecture >= 4なら1ターンの移動上限を2に（main.jsのgetPlayerMoveLimit()）
• workers.js：agriculture >= 4の陣営は3ターン滞在制限の対象から除外（getStayLimitExemptOwners()）
• mystery.js：architecture >= 5の陣営は？マスのマイナス効果が発生しない（getMysteryLossExemptOwners()）
• victory.js：currency >= 4で資源到達勝利のしきい値が20%下がる
• techtree.js：currency >= 5で農業/建築ラインの解放コストが20%引きになる

techtree.js自身に「この技術が解放されたら他のどこに影響するか」という一覧を持たせる案も考えましたが、効果ごとに影響範囲（移動ロジック、？マスロジック、勝利判定ロジック）がバラバラなため、無理に1箇所へ集約するとかえってtechtree.jsが肥大化します。各モジュールが自分の判断でtechStateを直接参照しに行く形にした方が、「このロジックのこの分岐は、どのテック解放と連動しているか」をそのモジュール内だけで完結して追えると判断しました。

？マス：重み付き抽選をテーブルで管理する

？マスの効果は「ボーナス」「変化なし」「ロス」の3種類を、確率テーブルに基づいて抽選しています。

const EFFECT_TABLE = [
  { type: 'bonus', weight: 50 },
  { type: 'nothing', weight: 30 },
  { type: 'loss', weight: 20 },
]

function pickWeightedType() {
  const total = EFFECT_TABLE.reduce((sum, entry) => sum + entry.weight, 0)
  let roll = Math.random() * total
  for (const entry of EFFECT_TABLE) {
    if (roll < entry.weight) return entry.type
    roll -= entry.weight
  }
  return EFFECT_TABLE[EFFECT_TABLE.length - 1].type
}

確率をif文の連なりで書かずにテーブル（配列）として持たせているのは、後から確率バランスを調整する際に、コードの分岐構造を触らずにweightの数値だけを書き換えれば済むようにするためです。実際、この確率は50/30/20で固定していますが、「産業化」（建築5段階目）解放時にマイナス効果を無効化する処理は、この関数を呼び出すapplyMysteryEffects()側で「lossが出たらnothingに差し替える」という形にして、抽選ロジック自体には手を入れない設計にしました。

CPU簡易AI：新しいルールを増やさず、既存ロジックを再利用する

CPU AIは、プレイヤーと別の判断ロジックを新しく書くのではなく、既存の関数をそのまま呼び出す形で実装しています。

function moveCpuWorkers(board, workers, techState) {
  const cpuWorkers = workers.filter((worker) => worker.owner === 'cpu')
  const moveLimit = techState.architecture >= MACHINERY_TIER ? 2 : 1

  cpuWorkers.forEach((worker) => {
    while (worker.movedThisTurn < moveLimit) {
      const currentTerrain = getCellTerrain(board, worker.row, worker.col)
      if (RESOURCE_TERRAINS.includes(currentTerrain)) break

      const candidates = getValidMoves(workers, worker, board.size, moveLimit)
      if (candidates.length === 0) break

      const resourceCandidates = candidates.filter((pos) =>
        RESOURCE_TERRAINS.includes(getCellTerrain(board, pos.row, pos.col)),
      )
      const destination = pickRandom(resourceCandidates.length > 0 ? resourceCandidates : candidates)
      moveWorker(worker, destination.row, destination.col)
    }
  })
}

移動可能マスの判定（getValidMoves）や実際の移動（moveWorker）は、プレイヤーの操作で使っているものと同じ関数です。CPU側で追加しているのは「資源マスにいるなら動かない」「資源マスの候補があればそこを優先する」という移動先の選び方だけで、移動ルール自体（隣接マスのみ／相手の労働者がいるマスには入れない／滞在ターン数の管理）はプレイヤーと完全に共通です。CPU専用のルールを増やさなかったことで、プレイヤー側の移動ルールを変更したときにCPU側の実装を書き換え忘れる、という不整合のリスクを避けられています。

勝敗判定：OR条件と、同時達成時の暫定仕様

勝利条件は「全テック解放」または「資源合計がしきい値到達」のOR判定で、checkVictory()が勝因を、determineWinner()が両陣営を比較して勝者を決めます。

export function checkVictory(resources, techState, difficulty = DEFAULT_DIFFICULTY) {
  if (hasUnlockedAllTechs(techState)) return 'tech'
  if (getResourceTotal(resources) >= getResourceThreshold(techState, difficulty)) return 'resource'
  return null
}

// 自都市・CPU都市どちらが勝利条件を満たしたかを判定する。同じターンで両者が同時に
// 条件を満たした場合はプレイヤー優先とする（暫定仕様）。
export function determineWinner({ playerResources, playerTech, cpuResources, cpuTech, difficulty }) {
  const playerReason = checkVictory(playerResources, playerTech, difficulty)
  const cpuReason = checkVictory(cpuResources, cpuTech, difficulty)

  if (playerReason) return { winner: 'player', reason: playerReason }
  if (cpuReason) return { winner: 'cpu', reason: cpuReason }
  return null
}

同じターンで自軍とCPUが同時に勝利条件を満たすケースは、公平な判定基準（例：達成した瞬間の資源量で比較する等）を作り込むこともできますが、実際に起きる頻度が低いと判断し、いったん「プレイヤー優先」という単純な仕様で確定させ、コメントに「暫定仕様」と明記しました。難易度によるしきい値（簡単80／普通115／難しい150）は、テックツリーを全解放するのに必要な資源合計（1系統あたり200、3系統で600）よりだいぶ早く到達できる水準を基準に決めています。

次回予告

次回（#5）はUI・画面実装編です。今回のロジック側の実装を、実際の画面（盤面・モーダル群）としてどう表示に落とし込んだかを書きます。