รู้จักกับ Minimax Algorithm ในเกมที่มีการผลัดกันเล่น

 

ในโลกของการพัฒนาเกม โดยเฉพาะเกมที่มีการผลัดกันเล่น (turn-based games) เรามีรูปแบบการตัดสินใจที่ซับซ้อนสำหรับผู้เล่นทั้งสองฝ่าย ที่จะต้องพิจารณาทั้งผลลัพธ์ในแต่ละตาและทำการคาดเดาความคิดของคู่แข่ง บทความนี้จะพาเราไปรู้จักกับ Minimax Algorithm ซึ่งเป็นหนึ่งในวิธีการที่นิยมใช้ในการแก้ปัญหาเหล่านี้ โดยจะมาพร้อมกับตัวอย่างโค้ดภาษา VBA และการวิเคราะห์ข้อดีข้อเสีย

 

Minimax Algorithm คืออะไร?

Minimax Algorithm เป็นอัลกอริธึมที่ใช้ในการตัดสินใจในเกมที่มีผู้เล่นสองคน ที่มีเป้าหมายในการหาสิ่งที่ทำให้ผู้เล่นฝ่ายหนึ่งได้คะแนนสูงสุด และทำให้ผู้เล่นอีกฝ่ายมีคะแนนต่ำสุด ซึ่ง “Min” หมายถึงการลดคะแนนของคู่แข่ง และ “Max” หมายถึงการเพิ่มคะแนนของตนเอง โดยหลักการของมันคือการทำให้มั่นใจว่าผู้เล่นจะได้รับผลลัพธ์ที่ดีที่สุดในสถานการณ์ที่เลวร้ายที่สุด

หลักการทำงาน

1. สร้างต้นไม้ความเป็นไปได้: โดยในแต่ละระดับของต้นไม้จะมีการตัดสินใจของผู้เล่นที่แตกต่างกัน โดยที่ฝั่งหนึ่งพยายามให้คะแนนสูงที่สุด และอีกฝั่งพยายามให้คะแนนต่ำที่สุด 2. ประเมินผลคะแนน: ในแต่ละโหนด (node) ของต้นไม้เราจะมีการประเมินสถานการณ์และให้คะแนน 3. ย้อนกลับหาค่าดีที่สุด: เริ่มจากโหนดที่อยู่ล่างสุดขึ้นมาจนถึงรากของต้นไม้ โดยให้ค่าด้วยกฏ “Max” และ “Min” ที่ได้จุดสนใจ

ตัวอย่างการใช้ Minimax Algorithm

เราจะพัฒนาตัวอย่างเกมง่ายๆ ในการใช้ Minimax Algorithm โดยใช้ภาษา VBA สำหรับเกม Tic-Tac-Toe

 Function Minimax(board As Variant, depth As Integer, isMax As Boolean) As Integer
    Dim score As Integer
    score = EvaluateBoard(board)

    If score = 10 Then
        Minimax = score - depth
        Exit Function
    ElseIf score = -10 Then
        Minimax = score + depth
        Exit Function
    ElseIf IsBoardFull(board) Then
        Minimax = 0
        Exit Function
    End If

    If isMax Then
        Dim best As Integer
        best = -1000
        Dim i As Integer, j As Integer
        For i = 0 To 2
            For j = 0 To 2
                If board(i, j) = "" Then
                    board(i, j) = "X"
                    best = Application.WorksheetFunction.Max(best, Minimax(board, depth + 1, False))
                    board(i, j) = ""
                End If
            Next j
        Next i
        Minimax = best
    Else
        Dim best As Integer
        best = 1000
        Dim i As Integer, j As Integer
        For i = 0 To 2
            For j = 0 To 2
                If board(i, j) = "" Then
                    board(i, j) = "O"
                    best = Application.WorksheetFunction.Min(best, Minimax(board, depth + 1, True))
                    board(i, j) = ""
                End If
            Next j
        Next i
        Minimax = best
    End If
End Function

Function EvaluateBoard(board As Variant) As Integer
    ' แสดงการคำนวณคะแนนบนกระดานเกม
    ' คืนค่าบวก 10 ถ้า "X" ชนะและลบ 10 ถ้า "O" ชนะ
    ' คืนค่า 0 ถ้าผลเสมอหรือยังไม่มีผู้ชนะ
End Function

Function IsBoardFull(board As Variant) As Boolean
    ' ตรวจสอบว่ากระดานเต็มหรือไม่
End Function

การใช้ Minimax ในโลกจริง

Minimax Algorithm ไม่เพียงแค่สำหรับเกม แต่ยังสามารถปรับใช้ในการตัดสินใจในธุรกิจและการวางแผนทางการเงิน เช่น การตัดสินใจในการลงทุน การวิเคราะห์ความเสี่ยงในตลาด และการจัดการความขัดแย้ง ซึ่งสามารถนำมาใช้ในการคาดการณ์และเพิ่มโอกาสในการทำกำไร

การวิเคราะห์ Complexity

Complexity ของ Minimax จะขึ้นอยู่กับความลึกของต้นไม้เกม (depth) และจำนวนตัวเลือกในแต่ละตำแหน่ง (branching factor) โดยทั่วไปจะมีความซับซ้อน O(b^d) โดยที่ b คือจำนวนของตัวเลือกในแต่ละตำแหน่ง และ d คือความลึก ซึ่งหมายความว่าถ้ากระดานเกมมีหลายตำแหน่งขึ้น จะทำให้ต้นไม้มีความลึกมากขึ้น ส่งผลให้การประมวลผลใช้เวลานานขึ้น

ข้อดีข้อเสียของ Minimax Algorithm

ข้อดี:

1. การคาดการณ์ที่แม่นยำ: Minimax สามารถคาดการณ์การเคลื่อนไหวของคู่แข่งขันและช่วยให้ผู้เล่นมีการตัดสินใจที่ดีที่สุด 2. ปรับใช้ง่าย: มีสูตรการทำงานที่เป็นระเบียบ ทำให้เข้าใจได้ง่าย

ข้อเสีย:

1. ความซับซ้อนสูง: หากเกมมีความซับซ้อนสูงจำนวนมาก โค้ดอาจใช้เวลาในการประมวลผลมาก 2. การประเมินที่ไม่แม่นยำ: การประเมินสถานการณ์อาจไม่ชัดเจน ทำให้ชุดของการตัดสินใจไม่ได้ผลตามที่คาดหวัง

 

สรุป

Minimax Algorithm เป็นเครื่องมือที่ทรงพลังในการตัดสินใจในเกมที่มีการผลัดกันเล่น เช่น Tic-Tac-Toe หรือเกมอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้อง การเข้าใจหลักการทำงานของมันจะช่วยให้ผู้พัฒนาสามารถนำไปใช้ในเรื่องอื่น ๆ ได้ ทั้งในเกมและธุรกิจ สำหรับผู้ที่ต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการเขียนโปรแกรม พัฒนาเกม หรือการทำธุรกิจ เทคนิคนี้จะเป็นก้าวแรกในการเข้าสู่โลกของการพัฒนาโปรแกรมที่น่าสนใจ

หากคุณต้องการเริ่มต้นศึกษาการเขียนโปรแกรม ไม่ว่าจะเป็น VBA หรือภาษาอื่น ๆ เราขอเชิญชวนให้คุณมาลงทะเบียนเรียนที่ EPT (Expert-Programming-Tutor) ที่นี่เราเปิดสอนหลักสูตรการเขียนโปรแกรมหลากหลายที่จะช่วยให้คุณเติบโตในเส้นทางมันอย่างมีคุณภาพ!

 

 

หมายเหตุ: ข้อมูลในบทความนี้อาจจะผิด โปรดตรวจสอบความถูกต้องของบทความอีกครั้งหนึ่ง บทความนี้ไม่สามารถนำไปใช้อ้างอิงใด ๆ ได้ ทาง EPT ไม่ขอยืนยันความถูกต้อง และไม่ขอรับผิดชอบต่อความเสียหายใดที่เกิดจากบทความชุดนี้ทั้งทางทรัพย์สิน ร่างกาย หรือจิตใจของผู้อ่านและผู้เกี่ยวข้อง