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向AI学习:2048 游戏中挑战 32768 的终极攻略

文中我做的 2048,参考了这个项目:https://github.com/nneonneo/2048-ai

该项目里的 AI算法是用 C++语言实现的,可以拼出 32768。我做了个带详细注释版的算法文件:https://github.com/zj05409/2048/blob/master/2048.cpp

今天,我继续加强了自己的 2048 游戏,添加了 AI 模拟决策的功能,可以看到 AI 如何对比选择不同方向后的棋盘局面。另外,还增加了 Ctrl+Z 或 Command+Z 快速撤销的功能,此外还实时显示了上一步的棋盘,以及当前棋盘与上一步棋盘之间的 4 个维度数据对比,可以辅助分析自己的决策效果。

游玩网址:https://zj05409.github.io/2048/

Github 仓库网址:https://github.com/zj05409/2048

通过分析2048游戏AI的策略和决策过程,我们可以学习一些关键技巧,帮助人类玩家挑战更高难度的目标,比如32768甚至65536。下面就让我们一起探索AI的智慧,提升我们的游戏水平。

一、AI决策的核心理念

AI在玩2048时考虑四个关键因素:

空格数量- 保持足够的空格是游戏持续的关键

可合并方块- 尽量让下一步有较多能够合并的数字,从而有更多的决策选项

单调性排列- 每一行的数字尽量按相邻的大小顺序排列,比如 16 8 4 2,便于连锁合并

数值总和控制- 避免大数字分散在棋盘上较远的位置

这些因素被赋予不同的权重,共同决定每一步的最佳移动方向。我们可以模仿这种思维方式,建立自己的评估标准。

单调性概念解释

单调性是指棋盘上数字排列的有序程度。在2048游戏中,理想的排列是数字沿着某个方向(通常是从一个角落开始)有规律地递增或递减。这种有序排列使得合并操作更加可预测和高效。

例如,一个具有良好单调性的棋盘排列:

| 2   | 4   | 8   | 16  |

| 128 | 64  | 32  | 16  |

| 256 | 512 | 1024| 512 |

| 2048| 4096| 2048| 1024|

在这个例子中,数字从左上角开始基本按照增大的顺序排列,形成了良好的单调结构。从左下角开始,数字大小大致呈现递减趋势。

为什么单调性重要?因为:

它创造了可预测的合并路径

大数字集中在特定区域,不会随机分散

减少了大小数字错位阻塞的风险

而缺乏单调性的混乱棋盘可能是这样的:

| 16  | 2   | 128 | 8   |

| 4   | 32  | 4   | 256 |

| 64  | 8   | 16  | 4   |

| 2   | 128 | 32  | 512 |

这种混乱排列很难形成有效的合并路径,各种数值相互阻隔,无法高效合并。

二、实用策略与技巧

1. 角落战略:大数字固定在角落

AI评估发现,将大数字固定在一个角落是最有效的策略。选择棋盘的一个角落(通常是左下或右下角),将最大数字放在那里,并确保它不移动。

| 4  | 8  | 32 | 2  |

| 8  | 32 | 64 | 4  |

| 32 | 64 | 128| 8  |

| 512| 256| 128| 64 |

在这个例子中,最大数字512被固定在左下角,其他数字按递减顺序排列。

角落策略的优势:

防止大数字随机移动导致危险局面

为蛇形路径提供稳定的起点

减少棋盘上的混乱和不可预测性

2. 蛇形路径的详细解释

蛇形路径是一种特殊的数字排列模式,它是实现高分数的关键策略。顾名思义,这种排列像一条蛇一样在棋盘上弯曲,大数字按照特定的顺序依次排列。

最常用的蛇形路径有两种:

1. S形路径(最常用):

|    |    |    |    |

|    |    |    |    |

| 8─┐7─┐6─┐5   |

| 1─┘2─┘3─┘4   |

数字从最大到最小的排列方向如箭头所示,形成S形。最大的数字(1)位于左下角,依次蛇形排列。对应实际数值可能是:

|    |    |    |    |

|    |    |    |    |

| 128| 256| 512|1024|

|2048|1024| 512| 256|

2. 螺旋形路径:

| 7─┐6─┐5─┐4   |

| 8   |    |    | 3   |

| 9   |    |    | 2   |

| 10─┘11─┘12─┘1   |

数字从最大(1)到最小按照螺旋方式排列。最大的数字位于右下角,数值逐渐减小,形成螺旋。对应实际数值可能是:

|  32|  64| 128| 256|

|  16|    |    | 512|

|   8|    |    |1024|

|   4|   2|   2|2048|

蛇形路径的关键优势在于:

相邻数字之间可以容易地进行合并

大数字被固定在角落,不会轻易移动

合并操作具有可预测的方向和结果

新生成的小数字不会被困在不适当的位置

实际游戏中建立蛇形路径的步骤:

首先选择一个角落(例如左下角)作为最大数字位置

优先使用"左"和"下"移动方向

将小数字向蛇形路径引导,按顺序合并

始终保持大数字在角落位置不变

使用蛇形路径策略时,玩家主要使用两个方向的移动(比如左和下)来维持这种结构,仅在必要时使用第三个方向(通常是上),尽量避免使用第四个方向(右)。

3. 移动方向策略详解

在2048游戏中,并非所有移动方向都是等价的。根据AI分析,建立并坚持固定的移动方向组合是达到高分的关键。

移动方向的优先级选择:

主要移动方向(首选):选择两个互相垂直的方向作为主要移动方向,通常是"左"和"下"。这两个方向配合使用可以维持蛇形路径。

"左"移动:帮助将数字集中到左侧,促进水平方向的合并

"下"移动:引导大数字向下移动,维持角落战略

辅助移动方向(偶尔使用):第三个方向(通常是"上")应该只在必要时使用,比如当主要方向无法移动或会破坏序列时。

"上"移动:当下方过于拥挤且无法左移时使用

使用频率应控制在总移动次数的20%以下

避免方向(尽量不用):第四个方向(通常是"右")应该尽量避免使用,因为它往往会破坏建立的数字序列。

"右"移动:只在绝对必要时(无其他可行动作)使用

频率应控制在总移动次数的5%以下

动态适应游戏状态: 除了固定的移动优先级外,还需要根据棋盘状态动态调整:

当棋盘上有大量空格(>=8个):

更积极地使用主要移动方向(左和下)

尝试更多合并以创建更大的数字

例子:连续使用"左下左下"的模式

当棋盘空格较少(4-7个):

变得更加保守,优先选择能创造更多空格的移动

可能需要更频繁地使用辅助方向(上)

重点关注维持主要数字序列

当棋盘危急(<=3个空格):

紧急模式:唯一目标是创造更多空格

可以暂时牺牲序列结构

准备使用任何可能的方向,包括平时避免的"右"移动

具体实践示例: 如果你选择了左下角作为大数字放置区,形成了如下蛇形路径:

|   4 |   8 |  16 |  32 |

|  32 |  16 |   8 |   4 |

| 128 |  64 |  32 |  16 |

|1024 | 512 | 256 | 128 |

那么移动顺序的优先级应为:

优先尝试"左"移动,让数字向左聚集

其次尝试"下"移动,让大数字向下方走

仅当上述两个方向都无效时,谨慎使用"上"移动

尽量避免"右"移动,除非别无选择

移动节奏技巧:

尝试形成一个稳定的移动模式,例如:左左下左左...

在移动前思考2-3步后的棋盘状态

当遇到不确定情况时,选择能保持最多空格的移动

4. 合并优先级详解

在2048游戏中,当棋盘上有多个可能的合并选择时,不是所有合并都具有相同的价值。AI评估表明,了解合并的优先级可以显著提高游戏表现。以下是合并优先级的具体指南:

1. 合并优先级基本原则

当棋盘上有多个可以合并的相同数字对时,应该按照以下优先顺序考虑:

保护主序列完整性的合并:优先合并那些能够维持你设定的主要数字序列(蛇形路径)的合并操作。

创造空格的合并:选择那些合并后能够释放更多空格的操作。

创造连锁合并的机会:优先选择那些合并后能够立即创造新的合并机会的操作。

2. 合并优先级实际应用示例

让我们通过几个具体例子来说明如何应用这些原则:

示例A:保护序列完整性

初始棋盘:

| 8  | 4  | 4  | 2  |

| 16 | 8  | 4  | 2  |

| 32 | 16 | 8  | 4  |

|1024| 512| 256| 128|

这里有两对可合并的4:一对在第一行,一对分散在第二、三行。

正确选择:向左移动合并第一行的4。

| 8  | 8  | 2  | 0  |

| 16 | 8  | 4  | 2  |

| 32 | 16 | 8  | 4  |

|1024| 512| 256| 128|

这样做保持了蛇形路径的完整性,而不是追求可能打乱序列的合并。

示例B:创造空格的合并

初始棋盘:

| 2  | 2  | 4  | 4  |

| 8  | 8  | 0  | 0  |

| 32 | 16 | 0  | 0  |

|1024| 512| 256| 128|

这里有两对可合并的数字:2和8。

正确选择:优先合并第二行的8,而不是第一行的2或4。

| 2  | 2  | 4  | 4  |

| 16 | 0  | 0  | 0  |

| 32 | 16 | 0  | 0  |

|1024| 512| 256| 128|

原因:合并8立即创造了更多的连续空格,为后续操作提供更多灵活性。

示例C:创造连锁合并机会

初始棋盘:

| 4  | 4  | 8  | 8  |

| 16 | 16 | 32 | 0  |

| 64 | 64 | 0  | 0  |

| 512| 256| 128| 0  |

这里有多对可合并的数字:4、8、16和64。

最佳合并顺序:

先合并4形成新的8

| 8  | 0  | 8  | 8  |

| 16 | 16 | 32 | 0  |

| 64 | 64 | 0  | 0  |

| 512| 256| 128| 0  |

再合并8形成新的16

| 16 | 8  | 0  | 0  |

| 16 | 16 | 32 | 0  |

| 64 | 64 | 0  | 0  |

| 512| 256| 128| 0  |

继续合并16和64

| 16 | 8  | 0  | 0  |

| 32 | 0  | 32 | 0  |

| 128| 0  | 0  | 0  |

| 512| 256| 128| 0  |

这种连续合并创造了最大数值增长和最多空间。

3. 不同阶段的合并优先级调整

合并策略应根据游戏阶段动态调整:

早期(出现8、16阶段):优先合并能创造更大数字的组合,快速建立基本结构

中期(出现64、128阶段):优先考虑维持蛇形路径的合并

后期(出现512以上):优先考虑保护大数字位置的合并,即使牺牲小的合并机会

4. 合并决策的误区

避免常见的合并决策错误:

贪婪合并:不要仅仅因为看到两个相同数字就立即合并它们

忽视序列:不要为了短期合并而破坏已建立的序列

死角陷阱:避免将小数字合并到难以再次移动的角落位置

5. 动态调整策略的具体方法

随着游戏进行,需要根据棋盘状况灵活调整策略:

1. 开局阶段(4-8个数字):

目标:快速建立基本结构

策略:主动合并小数字,为未来建立蛇形路径打基础

例子:优先将2和4合并为8,然后将8引导到预定位置

|  2 |  2 |    |    |    |  4 |    |    |    |

|  2 |  4 |    |    |     |  2 |  4 |    |    |

|    |    |    |    |     |    |    |    |    |

|    |    |    |    |     |    |    |    |    |

2. 中期阶段(棋盘半满):

目标:巩固蛇形结构,形成稳定序列

策略:严格遵循主要移动方向,让大数字稳定在角落

警惕:注意避免小数字被卡在不合适的位置

|  4 |  8 |  4 |  2 |

|  8 | 16 | 32 |  4 |

| 32 | 64 | 16 |  8 |

|128 |256 | 64 | 16 |

此时应该专注于维护左下角的序列,抵制随意移动的冲动。

3. 后期阶段(棋盘大部分被填满):

目标:保持生存,等待机会重组

策略:优先考虑创造空间,必要时牺牲小数字或次序

技巧:寻找能够产生连锁反应的合并机会

当棋盘几乎填满时,最重要的是保持冷静,仔细寻找能够创造多个空格的移动。有时候,暂时打破序列也是必要的,只要能够保住最大的数字结构。

|  4 |  8 | 16 |  4 |

|  8 | 32 |  4 | 16 |

| 16 |  8 | 32 | 64 |

|128 |256 |512 |1024|

在这种情况下,即使上面几行似乎混乱,只要底行的大数字序列保持完整,仍有机会恢复。

三、应对危险局面的技巧

1. 识别潜在危险

游戏中最危险的情况是主序列被打乱或大数字被移出角落。学会预见几步后的局面:

避免在没有退路的情况下使用不常用的移动方向

如果必须打破序列,选择影响最小的方式

警惕棋盘中部出现的大数字(如256或512),它们很难移动到正确位置

危险信号包括:

大数值被小数值包围且无法移动

蛇形路径断裂,数字顺序混乱

多个位置的数字无法按照预期合并

2. 紧急恢复策略

当棋盘混乱时,AI会优先考虑恢复空间和重建秩序:

先合并任何可能的数字以创造空间

尝试将大数字移回角落

重新建立数字的单调序列

具体步骤:

暂时放弃蛇形路径,专注于创造空间

使用通常避免的移动方向(如右移)来临时调整布局

一旦创造了足够空间,立即尝试恢复蛇形路径结构

3. 权衡短期损失与长期收益

有时牺牲短期的合并机会,可以换取更好的长期局面:

避免仅为了小数字的合并而破坏主序列

有时保持不移动比做出不良移动更明智

短期看似无效的移动可能为未来的高效合并创造条件

四、突破32768的高级技巧详解

要达到32768甚至65536这样的极高分数,需要掌握远超基础技巧的高级策略。以下是专业玩家和AI分析得出的关键方法:

1. 高效合并链技术

一般玩家会简单地将相同数字合并,但要达到32768,需要构建"合并链":

合并链示例:

初始状态:

|    |    |    |    |

|    |    |    |    |

|1024|1024| 512| 512|

|2048|4096|8192|16384|

按照传统方式,你可能会先合并1024和512。但更高效的策略是:

先向左移动,不执行任何合并

|    |    |    |    |

|    |    |    |    |

|1024|1024| 512| 512|

|2048|4096|8192|16384|

假设新的2出现在右上角

|    |    |    |   2|

|    |    |    |    |

|1024|1024| 512| 512|

|2048|4096|8192|16384|

向下移动,将所有数字下移

|    |    |    |    |

|    |    |    |   2|

|    |    |    | 512|

|2048|4096|8192|16384|

再次向左移动,形成潜在的连续合并

|    |    |    |    |

|   2|    |    |    |

| 512|    |    |    |

|2048|4096|8192|16384|

假设新的2出现在右上角,再次向下移动

|    |    |    |   2|

|    |    |    |    |

|   2|    |    |    |

|2048|4096|8192|16384|

最后关键一步:向左移动,执行合并

|   2|    |    |    |

|    |    |    |    |

|   2|    |    |    |

|32768|    |    |    |

这种"先集中、后合并"的策略能够在一步中完成多个合并,比单纯的一对一合并效率高出数倍。

2. 节奏控制与"呼吸"技术

32768以上的游戏需要精确的节奏控制,我们称之为"呼吸"技术:

"呼吸"技术的四个阶段:

收集阶段(集中相同数字)

使用主要移动方向将相同数字聚集到一起

暂不执行合并,而是创造合并条件

合并阶段(一次性合并多个数字)

当收集了足够多相同数值后,执行一次性合并

理想情况下,一次合并可以产生多个空格

重组阶段(恢复蛇形序列)

合并后立即调整数字排列,恢复蛇形序列

确保大数字回到固定位置

准备阶段(为下一轮循环做准备)

创造更多空格,为下一次收集做准备

评估棋盘状态,决定下一步行动

具体节奏示例:

连续进行3-4次"左"移动(收集阶段)

进行1次"下"移动(合并阶段)

进行1-2次"左"移动调整结构(重组阶段)

重复上述过程

3. 关键决策点管理

达到32768需要在游戏中识别和处理关键决策点:

高风险情况的处理方法:

角落危机:当大数字可能离开角落时

解决方案:宁可牺牲一些中等数字,也要保证最大数字的位置

实例:如果32768在角落但有合并风险,优先考虑保持其位置,而不是追求其他合并

序列断裂:当蛇形路径被打断时

解决方案:立即停止常规移动模式,专注于修复序列

应对技巧:使用临时的上移或右移来重新排列数字,即使暂时看起来效率不高

空间危机:当棋盘接近填满时

解决方案:采用"空间优先"策略,暂时放弃数值增长

核心理念:在危机中宁可维持现状,等待更好的机会

4. 掌握随机性

理解并适应游戏的随机性是达到极高分数的关键:

应对随机性的策略:

了解随机规则:游戏中新出现的方块有90%是2,10%是4

布局策略:始终为可能出现的4留出应对空间

实践技巧:在做决策时,考虑"如果出现4会怎样"的情况

概率思维:不要基于最佳情况做决策,而是考虑最可能的情况

评估每个移动的"安全系数",而不仅仅是潜在收益

例如:一个有80%成功率但只能获得8的移动,比一个有30%成功率但可能获得16的移动更可取

利用随机性创造优势

当新的2出现在理想位置时,立即利用这一优势

学会识别"幸运序列",即一系列有利的随机结果,并充分利用它们

五、练习方法

1. 分析自己的游戏

记录和分析自己的游戏,特别是失败的游戏:

找出导致失败的关键决策点

比较自己的选择与AI可能的选择

注意观察自己是否频繁违反了上述策略原则

2. 使用AI辅助工具

利用本游戏的AI模式:

使用"AI单步"功能学习单个决策

使用"AI模拟决策"分析不同选择的优缺点

观察"实时评分分析"了解每个因素的权重变化

3. 渐进式挑战

设定渐进的目标:

先稳定达成4096

然后挑战8192

再挑战16384

最后才挑战32768和65536

每达成一个目标后,分析成功因素再继续挑战。

结语

AI的策略展示了一种系统化、结构化的游戏方法。通过理解并应用这些原则,人类玩家完全可以达到甚至超越AI的表现。挑战32768和65536需要耐心、专注和策略性思维,但有了AI的指导,这个目标变得更加可行。

掌握这些高级技巧需要大量实践和耐心。使用游戏中的"AI模拟决策"功能可以帮助你理解这些概念在实际游戏中的应用。记住,即使是专业玩家也需要多次尝试才能达到32768或65536,关键在于持续学习和调整策略。

  • 发表于:
  • 原文链接https://page.om.qq.com/page/ODZyuz4g9blsaMkZjh0nPPhQ0
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