go-learn/packages/core/src/score.ts

/**
 * Подсчёт по китайским правилам (площадь, Tromp-Taylor) и эвристика мёртвых групп.
 *
 * Инварианты (property-тесты): black + white + neutral.length = size*size;
 * winner 'draw' тогда и только тогда, когда margin === 0.
 */
import type { BoardState, Color, Group, Point } from './board.js';
import { cellAt, cellIndex, groupAt, inBounds, neighbors, opposite, pointKey } from './board.js';

export interface ScoreOptions {
  readonly komi: number;
  readonly dead: ReadonlySet<string>;
}

export interface ScoreResult {
  readonly black: number;
  readonly white: number;
  readonly komi: number;
  readonly margin: number;
  readonly winner: Color | 'draw';
  readonly neutral: ReadonlyArray<Point>;
}

/** Коми по умолчанию: 19×19 → 6.5, 9×9 и 13×13 → 5.5 (решение владельца 2026-08-05). */
export function defaultKomi(size: BoardState['size']): number {
  if (size === 9) return 5.5;
  return 6.5;
}

interface Region {
  readonly points: Point[];
  readonly borders: ReadonlySet<Color>;
}

/** Сетка после снятия мёртвых камней (новый массив). */
function clearedGrid(state: BoardState, dead: ReadonlySet<string>): BoardState['grid'] {
  const grid = [...state.grid];
  for (let index = 0; index < grid.length; index += 1) {
    const point = { x: index % state.size, y: Math.floor(index / state.size) };
    if (grid[index] !== 'empty' && dead.has(pointKey(point))) grid[index] = 'empty';
  }
  return grid;
}

/** Соседние цвета камней вокруг клетки. */
function borderingColors(state: BoardState, grid: BoardState['grid'], point: Point): Color[] {
  const colors: Color[] = [];
  for (const next of neighbors(state.size, point)) {
    const cell = grid[cellIndex(state.size, next)] ?? 'empty';
    if (cell !== 'empty' && !colors.includes(cell)) colors.push(cell);
  }
  return colors;
}

/** Все связные пустые области и множества цветов камней на их границах. */
function emptyRegions(state: BoardState, grid: BoardState['grid']): Region[] {
  const regions: Region[] = [];
  const seen = new Set<number>();
  for (let index = 0; index < grid.length; index += 1) {
    if (grid[index] !== 'empty' || seen.has(index)) continue;
    regions.push(fillRegion(state, grid, index, seen));
  }
  return regions;
}

/** Flood fill одной пустой области; отмечает клетки в seen. */
function fillRegion(
  state: BoardState,
  grid: BoardState['grid'],
  start: number,
  seen: Set<number>,
): Region {
  const points: Point[] = [];
  const borders = new Set<Color>();
  const stack: Point[] = [{ x: start % state.size, y: Math.floor(start / state.size) }];
  seen.add(start);
  while (stack.length > 0) {
    const current = stack.pop() as Point;
    points.push(current);
    for (const color of borderingColors(state, grid, current)) borders.add(color);
    for (const next of neighbors(state.size, current)) {
      const index = cellIndex(state.size, next);
      if (grid[index] === 'empty' && !seen.has(index)) {
        seen.add(index);
        stack.push(next);
      }
    }
  }
  return { points, borders };
}

/** Счёт камней на сетке по цветам. */
function stoneCounts(grid: BoardState['grid']): { black: number; white: number } {
  let black = 0;
  let white = 0;
  for (const cell of grid) {
    if (cell === 'black') black += 1;
    if (cell === 'white') white += 1;
  }
  return { black, white };
}

/**
 * Площадь: свои камни + территория (пустые области, граничащие только с одним
 * цветом). Области на границе двух цветов (дамэ, сэки) — нейтральные, никому.
 * Мёртвые камни (dead, ключи "x,y") снимаются до подсчёта.
 */
export function scorePosition(state: BoardState, options: ScoreOptions): ScoreResult {
  const grid = clearedGrid(state, options.dead);
  const stones = stoneCounts(grid);
  let blackTerritory = 0;
  let whiteTerritory = 0;
  const neutral: Point[] = [];
  for (const region of emptyRegions(state, grid)) {
    if (region.borders.size === 1 && region.borders.has('black'))
      blackTerritory += region.points.length;
    else if (region.borders.size === 1) whiteTerritory += region.points.length;
    else neutral.push(...region.points);
  }
  const black = stones.black + blackTerritory;
  const white = stones.white + whiteTerritory;
  const margin = black - white - options.komi;
  const winner: Color | 'draw' = margin > 0 ? 'black' : margin < 0 ? 'white' : 'draw';
  return { black, white, komi: options.komi, margin, winner, neutral };
}

interface DetailedRegion {
  readonly points: Point[];
  readonly friendlyStones: ReadonlySet<string>;
  readonly enemyStones: ReadonlySet<string>;
}

/** Пустая область с камнями обоих цветов на границе (для эвристики мёртвых групп). */
function fillDetailed(
  state: BoardState,
  color: Color,
  start: number,
  seen: Set<number>,
): DetailedRegion {
  const points: Point[] = [];
  const friendlyStones = new Set<string>();
  const enemyStones = new Set<string>();
  const stack: Point[] = [{ x: start % state.size, y: Math.floor(start / state.size) }];
  seen.add(start);
  while (stack.length > 0) {
    const current = stack.pop() as Point;
    points.push(current);
    for (const next of neighbors(state.size, current)) {
      const cell = cellAt(state, next);
      if (cell === color) friendlyStones.add(pointKey(next));
      if (cell === opposite(color)) enemyStones.add(pointKey(next));
      const index = cellIndex(state.size, next);
      if (cell === 'empty' && !seen.has(index)) {
        seen.add(index);
        stack.push(next);
      }
    }
  }
  return { points, friendlyStones, enemyStones };
}

/** Уникальные пустые области у дамэ группы. */
function adjacentRegions(
  state: BoardState,
  color: Color,
  stones: ReadonlyArray<Point>,
): DetailedRegion[] {
  const regions: DetailedRegion[] = [];
  const seen = new Set<number>();
  for (const stone of stones) {
    for (const next of neighbors(state.size, stone)) {
      const index = cellIndex(state.size, next);
      if (cellAt(state, next) !== 'empty' || seen.has(index)) continue;
      regions.push(fillDetailed(state, color, index, seen));
    }
  }
  return regions;
}

/**
 * Грубая эвристика «группа мертва»: нет связи со своими камнями вне группы,
 * нет двух глаз (глаз — область, граничащая только с камнями группы), все
 * прочие области у дамэ граничат с чужими камнями, и их суммарный размер
 * не больше числа камней группы («места на два глаза не хватает»).
 */
function isCrudelyDead(state: BoardState, color: Color, group: Group): boolean {
  const groupKeys = new Set(group.stones.map(pointKey));
  let eyes = 0;
  let contactArea = 0;
  for (const region of adjacentRegions(state, color, group.stones)) {
    const hasOutsideFriendly = [...region.friendlyStones].some((key) => !groupKeys.has(key));
    if (hasOutsideFriendly) return false;
    if (region.enemyStones.size === 0) {
      if (region.friendlyStones.size === 0) return false; // открытое пространство
      eyes += 1;
    } else {
      contactArea += region.points.length;
    }
  }
  if (eyes >= 2) return false;
  return contactArea <= group.stones.length;
}

/**
 * Грубая эвристика «мёртвая группа»: группа в чужой территории, у которой
 * не набирается двух глаз. Ручная корректировка — за UI (см. план этапа 1).
 */
export function suggestDeadGroups(state: BoardState): ReadonlyArray<ReadonlyArray<Point>> {
  const suggested: Point[][] = [];
  const visited = new Set<string>();
  for (let y = 0; y < state.size; y += 1) {
    for (let x = 0; x < state.size; x += 1) {
      const point = { x, y };
      if (visited.has(pointKey(point)) || !inBounds(state.size, point)) continue;
      const group = groupAt(state, point);
      if (group === null) continue;
      for (const stone of group.stones) visited.add(pointKey(stone));
      const color = cellAt(state, point);
      if (color === 'empty') continue;
      if (isCrudelyDead(state, color, group)) suggested.push([...group.stones]);
    }
  }
  return suggested;
}