第1章 編程、游戲和AI 1

1.1 代碼的世界 1

1.2 什么是編程 2

1.3 什么是AI 2

1.4 游戲編程和游戲AI 3

1.4.1 游戲主循環(huán) 3

1.4.2 二維圖形顯示 4

1.4.3 輸入處理 5

1.4.4 游戲AI

1.5 本章小結(jié) 6



第2章 Python環(huán)境準(zhǔn)備和預(yù)備知識(shí) 7

2.1 Python編程環(huán)境安裝 7

2.2 編寫(xiě)第一個(gè)小游戲 8

2.3 面向?qū)ο缶幊?11

2.4 使用Python模塊 14

2.4.1 random模塊 15

2.4.2 NumPy模塊 15

2.4.3 matplotlib模塊 16

2.4.4 copy模塊 17

2.4.5 collections模塊 17

2.5 本章小結(jié) 18



第3章 Pygame基礎(chǔ)知識(shí) 19

3.1 Pygame的Hello World 19

3.2 顯示圖形 21

3.3 鍵盤(pán)和鼠標(biāo)交互 22

3.4 加載圖片和文字資源 24

3.5 增加音效和運(yùn)動(dòng) 25

3.6 連續(xù)鍵盤(pán)控制 27

3.7 碰撞檢測(cè) 28

3.8 一個(gè)完整的游戲 29

3.9 本章小結(jié) 34



第4章 貪吃蛇游戲編程 35

4.1 貪吃蛇游戲介紹 35

4.1.1 游戲規(guī)則 35

4.1.2 游戲資源 36

4.2 游戲功能和程序設(shè)計(jì) 37

4.2.1 游戲功能 37

4.2.2 程序設(shè)計(jì)

4.3 代碼實(shí)現(xiàn) 38

4.3.1 模塊加載、位置和方向 38

4.3.2 Snake類(lèi) 38

4.3.3 Berry類(lèi) 40

4.3.4 Wall類(lèi) 41

4.3.5 Game類(lèi)定義 42

4.3.6 碰撞檢測(cè) 43

4.3.7 繪圖輸出 43

4.3.8 游戲主循環(huán) 44

4.4 本章小結(jié) 45



第5章 打磚塊游戲編程 46

5.1 打磚塊游戲介紹 46

5.1.1 游戲規(guī)則 46

5.1.2 游戲資源 47

5.2 游戲功能和程序設(shè)計(jì) 47

5.2.1 游戲功能 47

5.2.2 程序設(shè)計(jì) 48

5.3 打磚塊游戲代碼實(shí)現(xiàn) 48

5.3.1 Bat類(lèi) 48

5.3.2 Ball類(lèi) 49

5.3.3 Bricks類(lèi) 50

5.3.4 Game類(lèi) 51

5.3.5 碰撞檢測(cè) 52

5.3.6 繪圖輸出 53

5.3.7 游戲主循環(huán) 54

5.4 雙人對(duì)戰(zhàn)游戲 55

5.5 本章小結(jié)



第6章 笨鳥(niǎo)先飛游戲編程 61

6.1 笨鳥(niǎo)先飛游戲介紹 61

6.1.1 游戲規(guī)則 61

6.1.2 游戲資源 62

6.2 游戲功能和程序設(shè)計(jì) 62

6.2.1 游戲功能 62

6.2.2 程序設(shè)計(jì) 62

6.3 代碼實(shí)現(xiàn) 63

6.3.1 Bird類(lèi) 63

6.3.2 Pipe類(lèi) 66

6.3.3 Button類(lèi) 67

6.3.4 Game類(lèi) 68

6.3.5 玩家輸入處理 69

6.3.6 碰撞檢測(cè) 69

6.3.7 游戲數(shù)據(jù)更新 70

6.3.8 繪圖輸出 72

6.3.9 游戲主循環(huán) 72

6.4 本章小結(jié)



第7章 五子棋游戲編程 74

7.1 五子棋游戲介紹 74

7.1.1 游戲規(guī)則 74

7.1.2 游戲資源 74

7.2 游戲功能和程序設(shè)計(jì) 75

7.2.1 游戲功能 75

7.2.2 程序設(shè)計(jì) 75

7.3 代碼實(shí)現(xiàn) 76

7.3.1 Board類(lèi) 76

7.3.2 Button類(lèi) 78

7.3.3 Board_Area類(lèi) 78

7.3.4 Message_Area類(lèi) 79

7.3.5 Game類(lèi) 79

7.4 本章小結(jié) 84



第8章 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和PyTorch基礎(chǔ) 85

8.1 最優(yōu)化方法 85

8.1.1 什么是最優(yōu)化 85

8.1.2 梯度下降算法 86

8.2 PyTorch基礎(chǔ)知識(shí) 89

8.2.1 什么是PyTorch 89

8.2.2 PyTorch的張量操作 90

8.2.3 自動(dòng)計(jì)算梯度 92

8.2.4 用PyTorch進(jìn)行最優(yōu)化 93

8.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 94

8.3.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是什么 94

8.3.2 矩形周長(zhǎng)問(wèn)題 95

8.3.3 用PyTorch解決矩形周長(zhǎng)問(wèn)題 99

8.3.4 用PyTorch解決矩形面積問(wèn)題 100

8.4 使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)玩井字棋游戲 101

8.5 本章小結(jié) 104



第9章 蒙特卡羅模擬 105

9.1 什么是隨機(jī)模擬 105

9.2 骰子的模擬實(shí)驗(yàn) 107

9.3 硬幣的模擬實(shí)驗(yàn) 109

9.4 撲克牌的模擬實(shí)驗(yàn) 111

9.5 使用蒙特卡羅方法玩井字棋游戲 112

9.6 本章小結(jié) 116



第10章 強(qiáng)化學(xué)習(xí)入門(mén) 118

10.1 什么是強(qiáng)化學(xué)習(xí) 118

10.2 冰湖迷宮問(wèn)題 120

10.3 用蒙特卡羅方法解決冰湖迷宮問(wèn)題 123

10.4 SARSA算法 127

10.5 Q-Learning算法 129

10.6 本章小結(jié) 132



第11章 深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法DQN 133

11.1 什么是深度強(qiáng)化學(xué)習(xí) 133

11.2 用DQN解決冰湖迷宮問(wèn)題 135

11.3 DQN的完整結(jié)構(gòu)和優(yōu)化 138

11.4 本章小結(jié)



第12章 遺傳算法 143

12.1 什么是遺傳算法 143

12.2 用遺傳算法解決最優(yōu)化問(wèn)題 144

12.3 用遺傳算法解決背包問(wèn)題 148

12.4 用遺傳算法訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 150

12.5 本章小結(jié)



第13章 貪吃蛇游戲AI編程 156

13.1 整體設(shè)計(jì)思路 156

13.2 貪吃蛇游戲環(huán)境改造 157

13.2.1 環(huán)境改造思路 157

13.2.2 改造代碼 158

13.3 AI引擎的設(shè)計(jì)和編寫(xiě) 162

13.3.1 DQN回顧 162

13.3.2 編寫(xiě)AI引擎 162

13.4 AI環(huán)境與AI引擎的組裝運(yùn)行 165

13.5 本章小結(jié) 168



第14章 打磚塊游戲AI編程 169

14.1 打磚塊游戲環(huán)境改造 169

14.1.1 環(huán)境改造思路 169

14.1.2 代碼實(shí)現(xiàn) 170

14.2 AI引擎的設(shè)計(jì)和編寫(xiě) 172

14.3 AI環(huán)境和AI引擎的組裝運(yùn)行 174

14.4 本章小結(jié) 176



第15章 笨鳥(niǎo)先飛游戲AI編程 178

15.1 基于DQN的AI引擎 178

15.1.1 笨鳥(niǎo)先飛游戲代碼改造 178

15.1.2 笨鳥(niǎo)先飛游戲的AI引擎的組裝 181

15.2 基于遺傳算法的AI引擎 182

15.2.1 整體設(shè)計(jì)思路 182

15.2.2 Linear_Net類(lèi)的改造 182

15.2.3 Bird類(lèi)的改造 183

15.2.4 Game類(lèi)的改造 184

15.2.5 遺傳算法函數(shù)編寫(xiě) 186

15.2.6 算法效果 188

15.3 本章小結(jié) 188



第16章 五子棋游戲AI編程 189

16.1 MCTS的整體思路 189

16.2 MCTS代碼實(shí)現(xiàn) 191

16.3 五子棋游戲程序改造 196

16.4 本章小結(jié) 196