Stockfish no R

Por Caio em 18/12/2020

{stockfish} é um pacote R que implementa o protocolo aberto de comunicação UCI e acompanha uma instalação do Stockfish 11, um motor de xadrez muito popular, open source e poderoso escrito em C++.

Instalação

install.packages("stockfish")

Ou instale a versão em desenvolvimento do GitHub com:

# install.packages("remotes")
remotes::install_github("curso-r/stockfish")

Você também pode encontrar mais (e mais recentes) versões do motor Stockfish para usar com o {stockfish} na página de download do projeto.

Exemplo

É tão fácil usar o {stockfish} quanto qualquer outro pacote UCI. Você deve inicializar o motor com fish$new() e enviar comandos com os seus métodos internos, lembrando apenas de rodar quit() quando você terminar.

library(stockfish)

# Inicializar o motor
engine <- fish$new()

# Examinar o processo em plano de fundo
engine$process
#> PROCESS 'stockfish', running, pid 173670.

# Procurar a melhor jogada
engine$go()
#> [1] "bestmove e2e4 ponder d7d5"

# Começar um jogo a partir de um FEN
engine$ucinewgame()
engine$position("6rk/2Q3p1/5qBp/5P2/8/7P/6PK/8 w - - 15 51")
engine$go()
#> [1] "bestmove g6f7 ponder g8d8"

# Finalizar o motor
engine$quit()

Uso

fish, a principal classe do pacote, representa um motor Stockfish, permitindo que o usuário envie comandos e receba saídas de acordo com o protocolo UCI. Resumindo, um objeto fish, quando criado, cria um processo Stockfish desacoplado e faz um pipe com as suas entrada e saída padrões.

Para mais informações, veja a sua documentação completa executando ?fish.

Stockfish Incluso

O pacote acompanha uma instalação do Stockfish, um motor de xadrez muito popular, open source e poderoso escrito em C++. Ele consegue chegar em um ELO de 3516, roda no Windows, macOS, Linux, iOS e Android, e pode ser compilado em menos de um minuto.

Quando o {stockfish} (inicial minúscula) estiver sendo instalado, o código-fonte do Stockfish (inicial maiúscula) é compilado e o executável resultante é armazenado junto com os seus pacote R. Isso não é uma instalação para todos os usuários! Você não precisa dar privilégios administrativos para ele rodar ou se preocupar com qualquer software adicional.

O único ponto negativo é que a versão inclusa é o Stockfish 11, não a versão mais recente (Stockfish 12). Isso ocorre porque a versão 12 precisa de downloads adicionais, o que aumentaria dramaticamente o tempo de instalação. Se quiser, você pode baixar a versão de sua escolha e passar o caminho para o executável como argumento para fish$new().

Protocolo UCI

UCI (Universal Chess Interface) é um protocolo aberto de comunicação que permite que motores de xadrez se comuniquem com interfaces de usuário. Na verdade, a classe fish implementa o protocolo UCI como publicado por Stefan-Meyer Kahlen, apenas com um foco no Stockfish. Isso significa que alguns métodos não são implementados (veja Pegadinhas) e que todos os testes são feitos com o Stockfish, mas todo o resto deveria funcionar perfeitamente com outros motores.

O texto entre aspas no fim da documentação de cada método foi extraído diretamente do protocolo UCI oficial para que você possa ver exatamente o que aquele comando pode fazer. No geral, os comandos são bem autoexplicativos, exceto pela LAN (long algebraic notation), a notação de jogadas usada pelo UCI. Nessa notação, jogadas são registradas usando as posições inicial e final da peça, por exemplo, e2e4, e7e5, e1g1 (roque pequeno das brancas), e7e8q (promoção), 0000 (jogada vazia).

Implementação

Todo o trabalho duro da classe fish é feito pelo pacote {processx}. O processo do Stockfish é criado com processx::process$new e a entrada/saída é feita com write_input() e read_output(). Um aspecto importante do protocolo de comunicação de qualquer motor UCI é esperar por respostas, e aqui isso é feito com um loop que verifica o processo com poll_io() e para assim que a saída volta vazia.

Antes de implementar o protocolo UCI manualmente, o pacote usava o {bigchess}. Ele é um pacote incrível criado por @rosawojciech, mas ele tem algumas dependências que estão além do escopo do {stockfish} e, no final, eu queria mais controle da API (por exemplo usando {R6}).

Pegadinhas

A classe fish tem algumas idiossincrasias que o usuário deve ter em mente quando tentar se comunicar com o Stockfish. Algumas são devidas a escolhas de implementação, mas outras estão relacionadas ao protocolo UCI em si. Esta não é uma lista completa (e você provavelmente deveria ler a documentação do UCI), mas aqui vão algumas coisas para ficar de olho.

  • Nem todos os métodos UCI foram implementados: como o {stockfish} foi feito com o Stockfish (e especialmente o Stockfish 11) em mente, dois métodos do UCI que não funcionam com o motor não foram implementados. Eles são debug() e register().

  • A maioria dos métodos retorna silenciosamente: como a maioria dos comandos UCI não retornam nada ou retornam texto padrão, a maioria dos métodos retorna silenciosamente. As exceções são run(), isready(), go() e stop(); você pode ver exatamente o que eles retornam lendo as suas documentações.

  • Nem toda opção do Stockfish vai funcionar: pelo menos quando usando a versão inclusa do Stockfish, nem todas as opções documentadas vão funcionar com setoption(). Isso ocorre porque, como descrito acima, o pacote vem com o Stockfish 11, que não é a versão mais recente. Opções que não vão funcionar estão marcadas com um asterisco.

  • Tempos são em milissegundos. diferentemente da maioria das funções do R, todo método que recebe um intervalo de tempo espera que o mesmo seja em milissegundos, não segundos.

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