Pythonで〇×ゲームのAIを一から作成する その123 Dropdown による最善手・評価値の対応表の変更

目次と前回の記事

これまでに作成したモジュール

以下のリンクから、これまでに作成したモジュールを見ることができます。

リンク	説明
marubatsu.py	Marubatsu、Marubatsu_GUI クラスの定義
ai.py	AI に関する関数
test.py	テストに関する関数
util.py	ユーティリティ関数の定義。現在は gui_play のみ定義されている
tree.py	ゲーム木に関する Node、Mbtree クラスの定義
gui.py	GUI に関する処理を行う基底クラスとなる GUI クラスの定義

AI の一覧とこれまでに作成したデータファイルについては、下記の記事を参照して下さい。

Dropdown による最善手・評価値の対応表の変更

前回の記事で、Mbtree_GUI クラスのインスタンスを作成する際に、実引数で局面と最善手・評価値の対応表を選択 できるように修正しました。今回の記事では、Mbtree_GUI クラスのインスタンスを 作成した後で、局面と最善手・評価値の対応表を 変更できるようにします。

具体的には、Marubatsu_GUI クラスで AI の選択を Dropdown で行えるようにしたのと同様に、Dropdown を使って 局面と最善手・評価値の対応表を 変更できるようにします。

Mbtree_GUI クラスの __init__ メソッドの修正

Marubatsu_GUI クラスの __init__ メソッドでは、下記のプログラムのように 仮引数 ai_dict に Dropdown に登録する AI の一覧を表すデータを dict の形式で代入しました。

def __init__(self, mb, params, names, ai_dict, seed, size):

そこで、Mbtree_GUI クラスの __init__ メソッドも同様に、scoretable_dict という名前の仮引数に Dropdown に登録する 局面と最善手・評価値の対応表の一覧を表すデータを代入 することにします。なお、仮引数の名前を bestmoves_and_score_by_board_dict とするのはさすがに長すぎる気がしたので、scoretable_dict としました。

scoretable_dict には、Dropdown を作成する際にキーワード引数 options に代入するデータ を代入します。具体的には、下記のプログラムのような、キー に Dropdown に表示する 項目名 を、キーの値 に 局面と最善手・評価値の対応表のデータ を代入します。

なお、基本となる bestmoves_and_score_by_board.dat に対応する項目名は「標準」を表す Standard としました。また、Dropdown に表示する項目名の末尾には () の中にその対応表を利用する AI の名前を記述しました。

from util import load_bestmoves

scoretable_dict = {
    "Standard (ai_gt6)": load_bestmoves("../data/bestmoves_and_score_by_board.dat"),
    "Shortest victory (ai_gtsv)": load_bestmoves("../data/bestmoves_and_score_by_board_shortest_victory.dat"),
}

下記は、__init__ メソッドを修正したプログラムです。scoretable_dict に対応するキーワード引数を省略できるように None をデフォルト値とする仮引数とし、None が代入されている場合は上記のデータを代入することにします。

• 4 行目：仮引数 bestmoves_and_score_by_board を削除し、デフォルト値を None とする仮引数 scoretable_dict を追加する
• 5 ~ 11 行目：scoretable_dict が None の場合に、上記のデータを scoretable_dict に代入する
• 6 行目：9、10 行目の処理で load_bestmoves が必要になるが、mbtree.py の先頭で load_bestmoves を util.py からインポートすると循環参照が発生するので、ローカルなインポートで load_bestmoves をインポートする必要がある
• 12 行目：bestmoves_and_score_by_board を同名の属性に代入する処理を削除し、代わりにscoretable_dict を同名の属性に代入する処理を記述する

 1  from tree import Node, Mbtree_GUI
 2  from marubatsu import Marubatsu
 3
 4  def __init__(self, scoretable_dict=None, show_score=True, size=0.15):
 5      if scoretable_dict is None:
 6          from util import load_bestmoves
 7
 8          scoretable_dict = {
 9              "Standard (ai_gt6)": load_bestmoves("../data/bestmoves_and_score_by_board.dat"),
10              "Shortest victory (ai_gtsv)": load_bestmoves("../data/bestmoves_and_score_by_board_shortest_victory.dat"),
11          }
12      self.scoretable_dict = scoretable_dict
元と同じなので省略
13    
14  Mbtree_GUI.__init__ = __init__

行番号のないプログラム

from tree import Node, Mbtree_GUI
from marubatsu import Marubatsu

def __init__(self, scoretable_dict=None, show_score=True, size=0.15):
    if scoretable_dict is None:
        scoretable_dict = {
            "Standard (ai_gt6)": load_bestmoves("../data/bestmoves_and_score_by_board.dat"),
            "Shortest victory (ai_gtsv)": load_bestmoves("../data/bestmoves_and_score_by_board_shortest_victory.dat"),
        }
    self.scoretable_dict = scoretable_dict
    self.show_score = show_score
    self.size = size
    self.width = 50
    self.height = 65
    self.selectednode = Node(Marubatsu())
    super(Mbtree_GUI, self).__init__()
    
Mbtree_GUI.__init__ = __init__

修正箇所

from tree import Node, Mbtree_GUI
from marubatsu import Marubatsu

-def __init__(self, bestmoves_and_score_by_board, show_score=True, size=0.15):
+def __init__(self, scoretable_dict=None, show_score=True, size=0.15):
+   if scoretable_dict is None:
+       scoretable_dict = {
+           "Standard (ai_gt6)": load_bestmoves("../data/bestmoves_and_score_by_board.dat"),
+           "Shortest victory(ai_gtsv)": load_bestmoves("../data/bestmoves_and_score_by_board_shortest_victory.dat"),
+       }
-   self.bestmoves_and_score_by_board = bestmoves_and_score_by_board
+   self.scoretable_dict = scoretable_dict
    self.scoretable_dict = scoretable_dict
元と同じなので省略
    
Mbtree_GUI.__init__ = __init__

Mbtree_GUI クラスの create_widgets メソッドの修正

次に、scoretable_dict の値を元に、Dropdown のウィジェットを作成 する必要があります。下記は、そのように create_widgets メソッドを修正したプログラムです。

• 5 ~ 8 行目：scoretable_dict 属性の値を使って Dropdown を作成する。なお、Dropdown の説明文（description）は score table とした
• 9 行目：先程 __init__ メソッド内で bestmoves_and_score_by_board 属性に値を代入する処理を削除したが、局面と最善手・評価値の対応表を表す この属性は update_gui で部分木を描画する際に必要 となる。Dropdown の項目の値には局面と最善手・評価値の対応表のデータが代入されているので、Dropdown で 選択されている項目の値（value 属性）を その属性に代入する

 1  import ipywidgets as widgets
 2  import matplotlib.pyplot as plt
 3
 4  def create_widgets(self):
元と同じなので省略
 5      self.dropdown = widgets.Dropdown(
 6          options=self.scoretable_dict,
 7          description="score table",
 8      )
 9      self.bestmoves_and_score_by_board = self.dropdown.value
10
11  Mbtree_GUI.create_widgets = create_widgets

行番号のないプログラム

import ipywidgets as widgets
import matplotlib.pyplot as plt

def create_widgets(self):
    self.output = widgets.Output()  
    self.print_helpmessage()
    self.output.layout.display = "none"
    self.left_button = self.create_button("←", 50)
    self.up_button = self.create_button("↑", 50)
    self.right_button = self.create_button("→", 50)
    self.down_button = self.create_button("↓", 50)
    self.score_button = self.create_button("評価値の表示", 100)
    self.size_slider = widgets.FloatSlider(min=0.05, max=0.25, step=0.01, description="size", value=self.size)
    self.help_button = self.create_button("？", 50)
    self.label = widgets.Label(value="", layout=widgets.Layout(width=f"50px"))
    
    with plt.ioff():
        self.fig = plt.figure(figsize=[self.width * self.size,
                                        self.height * self.size])
        self.ax = self.fig.add_axes([0, 0, 1, 1])
    self.fig.canvas.toolbar_visible = False
    self.fig.canvas.header_visible = False
    self.fig.canvas.footer_visible = False
    self.fig.canvas.resizable = False    
    
    self.dropdown = widgets.Dropdown(
        options=self.scoretable_dict,
        description="score table",
    )
    self.bestmoves_and_score_by_board = self.dropdown.value

Mbtree_GUI.create_widgets = create_widgets

修正箇所

import ipywidgets as widgets
import matplotlib.pyplot as plt

def create_widgets(self):
元と同じなので省略
+   self.dropdown = widgets.Dropdown(
+       options=self.scoretable_dict,
+       description="score table",
+   )
+   self.bestmoves_and_score_by_board = self.dropdown.value

Mbtree_GUI.create_widgets = create_widgets

Mbtree_GUI クラスの display_widgets メソッドの修正

次に、作成した Dropdown を表示 するようにする必要があります。本記事では、下記のプログラムの 5 行目のように、部分木の大きさを変更する IntSlider の下に Dropdown を配置して表示 することにしました。

1  def display_widgets(self):
2      hbox1 = widgets.HBox([self.label, self.up_button, self.label, self.label, self.score_button])
3      hbox2 = widgets.HBox([self.left_button, self.label, self.right_button,
4                          self.size_slider, self.help_button])
5      hbox3 = widgets.HBox([self.label, self.down_button, self.label, self.dropdown])
6      self.vbox = widgets.VBox([self.output, hbox1, hbox2, hbox3, self.fig.canvas])
7      display(self.vbox)  
8    
9  Mbtree_GUI.display_widgets = display_widgets

行番号のないプログラム

def display_widgets(self):
    hbox1 = widgets.HBox([self.label, self.up_button, self.label, self.label, self.score_button])
    hbox2 = widgets.HBox([self.left_button, self.label, self.right_button,
                        self.size_slider, self.help_button])
    hbox3 = widgets.HBox([self.label, self.down_button, self.label, self.dropdown])
    self.vbox = widgets.VBox([self.output, hbox1, hbox2, hbox3, self.fig.canvas])
    display(self.vbox)  
    
Mbtree_GUI.display_widgets = display_widgets

修正箇所

def display_widgets(self):
    hbox1 = widgets.HBox([self.label, self.up_button, self.label, self.label, self.score_button])
    hbox2 = widgets.HBox([self.left_button, self.label, self.right_button,
                        self.size_slider, self.help_button])
-   hbox3 = widgets.HBox([self.label, self.down_button, self.label])
+   hbox3 = widgets.HBox([self.label, self.down_button, self.label, self.dropdown])
    self.vbox = widgets.VBox([self.output, hbox1, hbox2, hbox3, self.fig.canvas])
    display(self.vbox)  
    
Mbtree_GUI.display_widgets = display_widgets

上記の修正後に下記のプログラムを実行すると、実行結果のように 2 つの項目が登録された Dropdown が表示されるようになります。なお、実引数 scoretable_dict を省略できる ように __init__ メソッドを定義したので、以後は省略することにします。

Mbtree_GUI(scoretable_dict)

実行結果

Mbtree_GUI クラスの create_event_handler メソッドの修正

次に、Dropdown の項目を変更した際 に、部分木を表示する際に利用する 局面と最善手・評価値の対応表が変わる ようにする必要があります。そのためには、下記のプログラムのように、Dropdown の項目が変更された場合の イベントハンドラ を create_event_handler の中に 記述する必要 があります。

• 4 ~ 6 行目：Dropdown を変更した際に実行するイベントハンドラを定義する
• 5 行目：bestmoves_and_score_by_board 属性の値を、Dropdown で選択中の項目の値で更新する（この部分は、changed["new"] を代入しても良い）
• 6 行目：update_gui メソッドを呼び出して、部分木の表示を更新する
• 8 行目：Dropdown とイベントハンドラを結び付ける

 1  def create_event_handler(self):
元と同じなので省略
 2      self.help_button.on_click(on_help_button_clicked)
 3
 4      def on_dropdown_changed(changed):
 5          self.bestmoves_and_score_by_board = self.dropdown.value
 6          self.update_gui()
 7
 8      self.dropdown.observe(on_dropdown_changed, names="value")
 9
10      def on_key_press(event):
元と同じなので省略
11
12  Mbtree_GUI.create_event_handler = create_event_handler

行番号のないプログラム

def create_event_handler(self):
    def on_left_button_clicked(b=None):
        if self.selectednode.parent is not None:
            self.selectednode = self.selectednode.parent
            self.update_gui()
            
    def on_right_button_clicked(b=None):
        if len(self.selectednode.children) > 0:
            self.selectednode = self.selectednode.children[0]
            self.update_gui()

    def on_up_button_clicked(b=None):
        if self.selectednode.parent is not None:
            index = self.selectednode.parent.children.index(self.selectednode)
            if index > 0:
                self.selectednode = self.selectednode.parent.children[index - 1]
                self.update_gui()
            
    def on_down_button_clicked(b=None):
        if self.selectednode.parent is not None:
            index = self.selectednode.parent.children.index(self.selectednode)
            if self.selectednode.parent.children[-1] is not self.selectednode:
                self.selectednode = self.selectednode.parent.children[index + 1]
                self.update_gui()            
                
    def on_score_button_clicked(b=None):
        self.show_score = not self.show_score
        self.update_gui()
                
    def on_size_slider_changed(changed):
        self.size = changed["new"]
        self.fig.set_figwidth(self.width * self.size)
        self.fig.set_figheight(self.height * self.size)
        self.update_gui()
                
    def on_help_button_clicked(b=None):
        self.output.layout.display = "none" if self.output.layout.display is None else None
        self.update_gui()
                        
    self.left_button.on_click(on_left_button_clicked)
    self.right_button.on_click(on_right_button_clicked)
    self.up_button.on_click(on_up_button_clicked)
    self.down_button.on_click(on_down_button_clicked)
    self.score_button.on_click(on_score_button_clicked)
    self.size_slider.observe(on_size_slider_changed, names="value")
    self.help_button.on_click(on_help_button_clicked)

    def on_dropdown_changed(changed):
        self.bestmoves_and_score_by_board = self.dropdown.value
        self.update_gui()

    self.dropdown.observe(on_dropdown_changed, names="value")

    def on_key_press(event):
        keymap = {
            "left": on_left_button_clicked,
            "0": on_left_button_clicked,
            "right": on_right_button_clicked,
            "up": on_up_button_clicked,
            "down": on_down_button_clicked,
        }
        if event.key in keymap:
            keymap[event.key]()
        else:
            try:
                num = int(event.key) - 1
                x = num % 3
                y = 2 - (num // 3)
                move = (x, y)
                if move in self.selectednode.children_by_move:
                    self.selectednode = self.selectednode.children_by_move[move]
                    self.update_gui()
            except:
                pass            
            
    def on_mouse_down(event):
        for rect, node in self.mbtree.nodes_by_rect.items():
            if rect.is_inside(event.xdata, event.ydata):
                self.selectednode = node
                self.update_gui()
                break               
            
    # fig の画像イベントハンドラを結び付ける
    self.fig.canvas.mpl_connect("key_press_event", on_key_press)
    self.fig.canvas.mpl_connect("button_press_event", on_mouse_down)

Mbtree_GUI.create_event_handler = create_event_handler

修正箇所

def create_event_handler(self):
元と同じなので省略
    self.help_button.on_click(on_help_button_clicked)

+   def on_dropdown_changed(changed):
+       self.bestmoves_and_score_by_board = self.dropdown.value
+       self.update_gui()

+   self.dropdown.observe(on_dropdown_changed, names="value")

    def on_key_press(event):
元と同じなので省略

Mbtree_GUI.create_event_handler = create_event_handler

上記の修正後に下記のプログラムを実行し、(0, 0) に着手を行った局面を選択した後で Dropdown で項目を変更すると、実行結果の左図のように部分木の評価値の表示が変更されます。Dropdown の項目を変更する前の右図と見比べて下さい。

Mbtree_GUI()

実行結果

　

これで、Mbtree_GUI クラスのインスタンスを作成した後で、局面と最善手・評価値の対応表をいつでも変更できるようになりました。

Marubatsu クラスの修正

Marubatsu_GUI クラスを修正した結果、下記のプログラムで gui_play で対戦を行おうとすると実行結果のような エラーが発生 するようになります。

from util import gui_play

gui_play()

実行結果

略
File c:\Users\ys\ai\marubatsu\123\marubatsu.py:604, in Marubatsu_GUI.__init__(self, mb, params, names, ai_dict, seed, size)
    602 if Marubatsu_GUI.mbtree is None:
    603     Marubatsu_GUI.mbtree = Mbtree.load("../data/aidata")
--> 604 self.mbtree_gui = Mbtree_GUI(Marubatsu_GUI.mbtree, size=0.1)
略
File c:\Users\ys\Anaconda3\envs\marubatsu\Lib\site-packages\ipywidgets\widgets\widget_selection.py:121, in _make_options(x)
    118     x = x.items()
    120 # only iterate once through the options.
--> 121 xlist = tuple(x)
    123 # Check if x is an iterable of (label, value) pairs
    124 if all((isinstance(i, (list, tuple)) and len(i) == 2) for i in xlist):

TypeError: 'Mbtree' object is not iterable

最後のエラーメッセージは、widget_selection.py という、ipywidgets モジュールの中 で記述されている プログラムで発生 しています。このプログラムは自分で記述したものではなく、エラーメッセージを見ても エラーの原因がよくわかりません。そこで、エラーメッセージをさかのぼっていくと、Marubatsu_GUI クラスの __init__ メソッド内の self.mbtree_gui = Mbtree_GUI(Marubatsu_GUI.mbtree, size=0.1) というプログラムを実行した結果エラーが発生していることが確認できます。

先程 Marubatsu_GUI クラスの __init__ メソッドの 最初の仮引数 を、局面と最善手・評価値の 対応表 を代入する bestmoves_and_score_by_board から、Dropdown を登録する際に必要となる局面と最善手・評価値の 対応表の一覧 を代入する scoretable_dict に変更 しましたが、上記の Marubatsu_GUI クラスの __init__ メソッドの処理では その変更が反映されていない ことがこのエラーが発生する原因です。

Marubatsu_GUI クラスの __init__ メソッドの修正

まず、Marubatsu_GUI クラスの __init__ メソッドを下記のプログラムのように修正する必要があります。

• 5 行目：仮引数 scoretable_dict を追加する。なお、Marubatsu_GUI クラスのインスタンスは Marubatsu クラスの play メソッド内でのみ作成され、その際に必ず scoretable_dict に対応する実引数を記述して呼び出すことにするので、デフォルト引数にする必要はない
• 8 行目：Mbtree はインポートする必要がなくなったのでインポートしないようにした
• 10 行目に記述されていた、ゲーム木のデータをファイルから読み込んでクラス属性 mbtree に代入する処理は削除した。その理由はこの後で説明する
• 10 行目：最初の実引数を scoretable_dict に修正する

 1  from marubatsu import Marubatsu_GUI
 2  from tkinter import Tk
 3  import os
 4
 5  def __init__(self, mb, params, names, ai_dict, scoretable_dict, seed, size):
元と同じなので省略
 6      super(Marubatsu_GUI, self).__init__()
 7    
 8      from tree import Mbtree_GUI   
 9
10      self.mbtree_gui = Mbtree_GUI(scoretable_dict, size=0.1)
11    
12  Marubatsu_GUI.__init__ = __init__               

行番号のないプログラム

from marubatsu import Marubatsu_GUI
from tkinter import Tk
import os

def __init__(self, mb, params, names, ai_dict, scoretable_dict, seed, size):
    if params is None:
        params = [{}, {}]
    if ai_dict is None:
        ai_dict = {}
    if names is None:
        names = [None, None]
    for i in range(2):
        if names[i] is None:
            if mb.ai[i] is None:
                names[i] = "人間"
            else:
                names[i] = mb.ai[i].__name__
    
    # JupyterLab からファイルダイアログを開く際に必要な前処理
    root = Tk()
    root.withdraw()
    root.call('wm', 'attributes', '.', '-topmost', True)  

    # save フォルダが存在しない場合は作成する
    if not os.path.exists("save"):
        os.mkdir("save")        
    
    self.mb = mb
    self.ai_dict = ai_dict
    self.params = params
    self.names = names
    self.seed = seed
    self.size = size
    
    super(Marubatsu_GUI, self).__init__()
    
    from tree import Mbtree_GUI
        
    self.mbtree_gui = Mbtree_GUI(scoretable_dict, size=0.1)
    
Marubatsu_GUI.__init__ = __init__

修正箇所

from marubatsu import Marubatsu_GUI
from tkinter import Tk
import os

-def __init__(self, mb, params, names, ai_dict, seed, size):
+def __init__(self, mb, params, names, ai_dict, scoretable_dict, seed, size):
元と同じなので省略
    super(Marubatsu_GUI, self).__init__()
    
-   from tree import Mbtree, Mbtree_GUI
+   from tree import Mbtree_GUI
        
-   if Marubatsu_GUI.mbtree is None:
-       Marubatsu_GUI.mbtree = Mbtree.load("../data/aidata")
-   self.mbtree_gui = Mbtree_GUI(Marubatsu_GUI.mbtree, size=0.1)
+   self.mbtree_gui = Mbtree_GUI(scoretable_dict, size=0.1)
    
Marubatsu_GUI.__init__ = __init__               

修正前のプログラムでは、__init__ メソッド内で 〇×ゲームのゲーム木のデータをファイルから読み込む必要 があり、その 所要時間が長い ので、同じデータを何度もファイルから読み込まなくても済むように クラス属性 mbtree に読み込んだデータを代入するという工夫を行っていました。一方、局面と最善手・評価値の対応表の データは小さく、ファイルからそのデータを ほぼ一瞬で読み込むことができる のでそのような工夫を行う必要はありません。そのため、8 行目に記述されていたその処理を削除しました。

また、クラス属性 mbtree はもう必要が無くなったので、marubatsu.py の Marubatsu_GUI クラスの定義の中の下記の 2 行目のプログラムは削除します。

class Marubatsu_GUI:
    mbtree = None
略

Marubatsu_GUI クラスの update_gui メソッドの修正

Marubatsu_GUI クラスの mbtree 属性が無くなった ので、Marubatsu_GUI クラスの中で、mbtree 属性を利用するプログラムを修正する必要 があります。

mbtree 属性は、ゲーム盤に着手を行った際に ゲーム盤の表示を更新するために 呼び出される update_gui メソッドの下記の部分で利用されています

def update_gui(self):
略
    if hasattr(self, "mbtree_gui"):
        key = tuple(self.mb.records[:self.mb.move_count + 1])
        self.mbtree_gui.selectednode = self.mbtree.nodelist_by_mb[key]
        self.mbtree_gui.update_gui()

上記のプログラムでは、下記の手順でゲーム盤の下に表示する GUI の部分木の 選択されたノードを現在の局面を表すノードに変更 し、表示を更新するという処理を行います。

• ゲーム木を表す self.mbtree の中から、現在の局面を表すノードを探す
• そのノードを Mbtree_GUI クラスのインスタンスの selectednode 属性に代入 する
• GUI の部分木の表示を更新する

mbtree 属性がなくなったので、この処理を self.mbtree 利用せずに行う 必要があります。前回の記事で、selectednode 属性に代入する ノード のデータには、下記の属性のデータのみが必要 であることがわかっています。

• ノードの深さを表す depth 属性
• 親ノードを表す parent 属性

上記のうち、ノードの深さ は self.mb.move_count によって計算できますが、局面を表す self.mb のデータから、親ノードを計算するのは少々面倒 です。

親ノードのデータ は、下記のプログラムの Mbtree_GUI クラスの update_gui メソッドの中で、深さが 6 より大きい場合 に中心となるノードを計算するために 必要 なので、深さが 6 以下 のノードの場合は 必要がありません。

def update_gui(self):
略
     centernode = self.selectednode
     while centernode.depth > 6:
         centernode = centernode.parent
略

そこで、下記のプログラムのように、親ノードを計算する処理は一旦保留 し、親ノードを持たない self.mb の ノードを作成 して selectednode 属性に代入することにします。

• 5 行目：7 行目の処理で Node クラスが必要になるが、marubatsu.py の先頭で Node クラスを mbtree.py からインポートすると循環参照が発生するので、ローカルなインポートで Node クラスをインポートする必要がある
• 7 行目：現在の局面を表すノードを作成し、selectednode 属性に代入する。ただし、現時点では親ノードは存在しないものとしてノードを作成する
• 8 行目：部分木の表示を更新する

 1  def update_gui(self):
元と同じなので省略
 2      self.update_widgets_status()
 3      
 4      if hasattr(self, "mbtree_gui"):
 5          from tree import Node
 6
 7          self.mbtree_gui.selectednode = Node(self.mb, depth=self.mb.move_count)
 8          self.mbtree_gui.update_gui()
 9        
10  Marubatsu_GUI.update_gui = update_gui

行番号のないプログラム

def update_gui(self):
    ax = self.ax
    ai = self.mb.ai
    
    # Axes の内容をクリアして、これまでの描画内容を削除する
    ax.clear()
    
    # y 軸を反転させる
    ax.invert_yaxis()
    
    # 枠と目盛りを表示しないようにする
    ax.axis("off")   
    
    # リプレイ中、ゲームの決着がついていた場合は背景色を変更する
    is_replay =  self.mb.move_count < len(self.mb.records) - 1 
    if self.mb.status == Marubatsu.PLAYING:
        facecolor = "lightcyan" if is_replay else "white"
    else:
        facecolor = "lightyellow"

    ax.figure.set_facecolor(facecolor)
        
    # 上部のメッセージを描画する
    # 対戦カードの文字列を計算する
    ax.text(1.5, 3.5, f"{self.dropdown_list[0].label}　VS　{self.dropdown_list[1].label}", fontsize=20, ha="center")   
    
    # ゲームの決着がついていない場合は、手番を表示する
    if self.mb.status == Marubatsu.PLAYING:
        text = "Turn " + self.mb.turn
    # 引き分けの場合
    elif self.mb.status == Marubatsu.DRAW:
        text = "Draw game"
    # 決着がついていれば勝者を表示する
    else:
        text = "Winner " + self.mb.status
    # リプレイ中の場合は "Replay" を表示する
    if is_replay:
        text += " Replay"
    ax.text(0, -0.2, text, fontsize=20)
    
    self.draw_board(ax, self.mb)
    
    self.update_widgets_status()
    
    if hasattr(self, "mbtree_gui"):
        from tree import Node

        self.mbtree_gui.selectednode = Node(self.mb, depth=self.mb.move_count)
        self.mbtree_gui.update_gui()
        
Marubatsu_GUI.update_gui = update_gui

修正箇所

def update_gui(self):
元と同じなので省略
    self.update_widgets_status()
    
    if hasattr(self, "mbtree_gui"):
+       from tree import Node

-       key = tuple(self.mb.records[:self.mb.move_count + 1])
-       self.mbtree_gui.selectednode = self.mbtree.nodelist_by_mb[key]
+       self.mbtree_gui.selectednode = Node(self.mb, depth=self.mb.move_count)
+       self.mbtree_gui.update_gui()
        
Marubatsu_GUI.update_gui = update_gui

Marubatsu クラスの play メソッドの修正

次に、Marubatsu_GUI クラスの インスタンスを作成 する処理を行う play メソッドを下記のプログラムのように修正する必要があります。

• 3 行目：デフォルト値を None とする仮引数 scoretable_dict を追加する
• 7 行目：Marubatsu_GUI クラスのインスタンスを作成する際に、キーワード引数　scoretable_dict=scoretable_dict を記述するように修正する

1  from random import random
2
3  def play(self, ai, ai_dict=None, params=None, names=None, scoretable_dict=None, verbose=True, seed=None, gui=False, size=3):
元と同じなので省略
4      # gui が True の場合に、GUI の処理を行う Marubatsu_GUI のインスタンスを作成する
5      if gui:
6          mb_gui = Marubatsu_GUI(self, params=params, names=names, ai_dict=ai_dict,
7                                 scoretable_dict=scoretable_dict, seed=seed, size=size)
元と同じなので省略
8
9   Marubatsu.play = play

行番号のないプログラム

from random import random

def play(self, ai, ai_dict=None, params=None, names=None, scoretable_dict=None, verbose=True, seed=None, gui=False, size=3):
    # params が None の場合のデフォルト値を設定する
    if params is None:
        params = [{}, {}]
        
    # 一部の仮引数をインスタンスの属性に代入する
    self.ai = ai
    self.verbose = verbose
    self.gui = gui
    
    # seed が None でない場合は、seed を乱数の種として設定する
    if seed is not None:
        random.seed(seed)

    # gui が True の場合に、GUI の処理を行う Marubatsu_GUI のインスタンスを作成する
    if gui:
        mb_gui = Marubatsu_GUI(self, params=params, names=names, ai_dict=ai_dict,
                               scoretable_dict=scoretable_dict, seed=seed, size=size)
    else:
        mb_gui = None
        
    self.restart()
    return self.play_loop(mb_gui, params=params)

Marubatsu.play = play

修正箇所

from random import random

-def play(self, ai, ai_dict=None, params=None, names=None, verbose=True, seed=None, gui=False, size=3):
+def play(self, ai, ai_dict=None, params=None, names=None, scoretable_dict=None, verbose=True, seed=None, gui=False, size=3):
元と同じなので省略
    # gui が True の場合に、GUI の処理を行う Marubatsu_GUI のインスタンスを作成する
    if gui:
        mb_gui = Marubatsu_GUI(self, params=params, names=names, ai_dict=ai_dict,
-                              seed=seed, size=size)  
+                              scoretable_dict=scoretable_dict, seed=seed, size=size)  
元と同じなので省略

Marubatsu.play = play

上記の修正後に下記のプログラムを実行して、ゲーム盤に着手を行ってください。6 手目まで はゲーム盤の下の GUI の部分木が正しく更新 されますが、7 手目の着手を行うと 実行結果のような エラーが発生 します。

gui_play の中ではキーワード引数 scoretable_dict を記述せずに Marubatsu クラスのインスタンスの play メソッドを呼び出しているので、仮引数 scoretable_dict にはデフォルト値である None が代入されます。そのため、その後の処理で Mbtree_GUI クラスのインスタンスを作成する際にはキーワード引数 scoretable_dict には None が代入されることになり、今回の記事で修正した Mbtree_GUI クラスの __init__ メソッドの最初の処理によって GUI の部分木には 2 つの項目を持つ Dropdown が作成されます。

gui_play()

実行結果

略
File c:\Users\ys\ai\marubatsu\123\tree.py:909, in Mbtree_GUI.update_gui(self)
    907     maxdepth = 9
    908 centernode = self.selectednode
--> 909 while centernode.depth > 6:
    910     centernode = centernode.parent
    911 self.mbtree = Mbtree(subtree={"centermb": centernode.mb, "selectedmb": self.selectednode.mb, "maxdepth": maxdepth, 
    912                     "bestmoves_and_score_by_board": self.bestmoves_and_score_by_board})

AttributeError: 'NoneType' object has no attribute 'depth'

エラーの検証と修正方法

エラーメッセージから、Mbtree_GUI クラスの update_gui メソッド内で、while centernode.depth > 6: を実行した際に、centernode に None が代入されている ことがわかります。先ほど説明したように、selectednode 属性に代入する ノードを作成する際に親ノードを作成しなかった ので、parent 属性には None が代入 されます。そのため、深さが 7 以上のノードが centernode 属性に代入された場合は、while 文のブロックの centernode = centernode.parent が実行 されて centernode に None が代入 され、次の while 文の条件式が計算されると上記のエラーが発生します。

この問題を解決する方法としては、以下の 2 種類の方法が考えられます。

• selectednode 属性に代入するノードを計算する際に、その 親ノードを作成する
• 上記の update_gui で、親ノードの情報を使わずに 中心となるノードを計算するように修正する

後者のほうがプログラムの記述が簡単 なので、本記事では後者の方法で修正することにしますが、前者の方法が良いと思った方は実際に実装してみて下さい。

Mbtree_GUI クラスの update_gui メソッドの修正

update_gui メソッドでは、親ノードを辿ることで深さが 6 のノードを計算していますが、別の方法として、下記のプログラムのように records 属性に代入された棋譜のデータを利用 して、ゲーム開始時の局面から 6 手目までの着手を行う ことで、中心となるノードの局面を計算することができます。

• 2、3 行目：選択されたノードの深さが 6 以下の場合は、中心となるノードの局面を、選択されたノードの局面とする
• 4 ~ 7 行目：深さが 7 以上の場合は、5 行目でゲーム開始時の局面を表すデータを作成して centermb に代入し、選択された局面の棋譜のデータを利用して 6 手目までの着手を行い、その局面を中心となるノードの局面とする
• 8 行目：中心となる局面のデータを centernode.mb から centermb に修正する

 1  def update_gui(self):
元と同じなので省略
 2      if self.selectednode.depth <= 6:
 3          centermb = self.selectednode.mb
 4      else:
 5          centermb = Marubatsu()
 6          for x, y in self.selectednode.mb.records[1:7]:
 7              centermb.move(x, y)
 8      self.mbtree = Mbtree(subtree={"centermb": centermb, "selectedmb": self.selectednode.mb, "maxdepth": maxdepth, 
 9                           "bestmoves_and_score_by_board": self.bestmoves_and_score_by_board})
元と同じなので省略
10
11  Mbtree_GUI.update_gui = update_gui

行番号のないプログラム

def update_gui(self):
    self.ax.clear()
    self.ax.set_xlim(-1, self.width - 1)
    self.ax.set_ylim(-1, self.height - 1)   
    self.ax.invert_yaxis()
    self.ax.axis("off")   
    
    if self.selectednode.depth <= 4:
        maxdepth = self.selectednode.depth + 1
    elif self.selectednode.depth == 5:
        maxdepth = 7
    else:
        maxdepth = 9
    if self.selectednode.depth <= 6:
        centermb = self.selectednode.mb
    else:
        centermb = Marubatsu()
        for x, y in self.selectednode.mb.records[1:7]:
            centermb.move(x, y)
    self.mbtree = Mbtree(subtree={"centermb": centermb, "selectedmb": self.selectednode.mb, "maxdepth": maxdepth, 
                          "bestmoves_and_score_by_board": self.bestmoves_and_score_by_board})
    self.selectednode = self.mbtree.selectednode
    self.mbtree.draw_subtree(centernode=self.mbtree.centernode, selectednode=self.selectednode,
                            show_bestmove=True, show_score=self.show_score,
                            ax=self.ax, maxdepth=maxdepth, size=self.size)
    
    disabled = self.selectednode.parent is None
    self.set_button_status(self.left_button, disabled=disabled)
    disabled = self.selectednode.depth >= 6 or len(self.selectednode.children) == 0
    self.set_button_status(self.right_button, disabled=disabled)
    disabled = self.selectednode.parent is None or self.selectednode.parent.children.index(self.selectednode) == 0
    self.set_button_status(self.up_button, disabled=disabled)
    disabled = self.selectednode.parent is None or self.selectednode.parent.children[-1] is self.selectednode
    self.set_button_status(self.down_button, disabled=disabled)
    self.set_button_color(self.score_button, value=self.show_score)
    
Mbtree_GUI.update_gui = update_gui

修正箇所

def update_gui(self):
元と同じなので省略
-   centernode = self.selectednode
-   while centernode.depth > 6:
-       centernode = centernode.parent
+   if self.selectednode.depth <= 6:
+       centermb = self.selectednode.mb
+   else:
+       centermb = Marubatsu()
+       for x, y in self.selectednode.mb.records[1:7]:
+           centermb.move(x, y)
-   self.mbtree = Mbtree(subtree={"centermb": centernode.mb, "selectedmb": self.selectednode.mb, "maxdepth": maxdepth, 
+   self.mbtree = Mbtree(subtree={"centermb": centermb, "selectedmb": self.selectednode.mb, "maxdepth": maxdepth, 
                         "bestmoves_and_score_by_board": self.bestmoves_and_score_by_board})
元と同じなので省略

Mbtree_GUI.update_gui = update_gui

上記の修正後に下記のプログラムを実行して 9 手目までの着手を行うと、実行結果のようにエラーが発生しなくなったことが確認できます。

gui_play()

実行結果

上記の実行結果に対して 様々な操作を行うと、上記のプログラムには リプレイ機能を用いるとエラーが発生する という問題があることがわかります。その問題については次回の記事で修正することするので、余裕がある方はそのエラーの原因と修正方法について考えておいてください。

今回の記事のまとめ

今回の記事では、Mbtree_GUI クラスのインスタンスを作成した後で、局面と最善手・評価値の対応表 を Dropdown で変更できるよう修正 しました。また、それにあわせて Marubatsu クラスの play メソッドが動作する ように修正しました。

本記事で入力したプログラム

リンク	説明
marubatsu.ipynb	本記事で入力して実行した JupyterLab のファイル
marubatsu_new.py	今回の記事で更新した marubatsu.py
tree_new.py	今回の記事で更新した tree.py

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