Шахматы. Мат ладьёй

Простые окончания в шахматах. ПМК ставит мат королём и ладьёй одинокому королю.

Предыстория

Исходно вариант программы, которая ставит мат, была предложена в журнале Техника молодёжи №9 за 1987 год. Представленная версия программы – модификация, которая проверяет дополнительные условия до начала игры.

Общее описание

Игра по правилам шахмат. За белых, имеющих ладью и конечно короля, играет ПМК. За чёрных королём - игрок. Программа просто демонстрирует, как ставится мат с помощью ладьи.

Игровой процесс

Координаты

В отличие от настоящих шахмат, использующих для обозначения вертикалей латинские буквы, здесь используются цифры:

	1	2	3	4	5	6	7	8
8	18	28	38	48	58	68	78	88
7	17	27	37	47	57	67	77	87
6	16	26	36	46	56	66	76	86
5	15	25	35	45	55	65	75	85
4	14	24	34	44	54	64	74	84
3	13	23	33	43	53	63	73	83
2	12	22	32	42	52	62	72	82
1	11	21	31	41	51	61	71	81

Как и в классических обозначениях, первый знак – вертикаль. В дальнейшем будем обозначать это координата X, а номер горизонтали - координата Y.

Неверное положение

Дело в том, что мощности ПМК не хватит на перерасчёт координат для произвольного положения, поэтому условие 1: король белых должен быть ниже чёрного, причём минимум через одну горизонталь.

Если это не так, то поверните доску на 90 градусов. Если по-прежнему не так, то ещё раз. С учётом симметрии условие выполнится.

Более того, в алгоритме, используемом ПМК, король не защищает свою ладью. С учётом этого условие 2: ладья в самом начале не должна стоять на соседних вертикалях с королём черных.

Такое ограничение связано с тем, что в этом случае король чёрных может прорваться ниже и тем самым нарушить условие 1. В исходной версии программы такой прорыв проверялся позднее и снова предлагалось перевернуть доску. Посчитав это неудобным, игра то уже началась, условие проверяется до начала.

Кстати, вариант, когда ладья стоит на одной вертикали с чёрным королём не запрещён. Это возможно, не нарушая правила шахмат, когда король белых закрывает чёрного от шаха по той же вертикали.

Начало

Перед первым запуском несколько констант в регистры:

Регистр	Значение
R7	36
R8	3
R9	9------0. Признак неверного начального положения: необходимо повернуть доску на 90 градусов. Формирование: 66555555. , КИНВ, К{x}, ВП, 8.
Ra	10
Re	98

Если используется образ, загруженный в эмулятор, то они уже введены.

Затем традиционное В/0 и С/П. На экране отобразится единица – признак готовности.

Далее вводим координаты белого короля (x, y) в регистры R3, R4. Затем координаты белой ладьи в R5, R6. И вместо отдельного ввода координат чёрного короля делаем ход.

Игра

Для скорости ввода ход чёрного короля указываем одним двузначным числом XY, затем С/П. Варианты ответов ПМК:

Символ неверного положения 9------0. . Этот вариант возможен только в самом начале. В дальнейшем ПМК не допускает неверного положения. Как объяснялось выше, это означает, что доску нужно повернуть и ввести уже новые координаты белых заново.
Вариант дробного числа X.Y – ход короля белых. Например, 4.2 обозначает в классической нотации ход Крd2.
Двузначное число – ход белой ладьи. Например, 25. обозначает в классической нотации ход Лb5.
Двузначная степень. Это ход ладьи, но уже с шахом. Тот же ход, что и выше, но с шахом: 1. 25 (Лb5+).

Обозначения используется те же, что в оригинале, кроме признака неверного хода.

Ограничения

ПМК не проверяет:

Что начальное положение соответствует правилам, в частности, что координаты в пределах доски.
Правильность хода чёрных.
Поставлен мат. Это нужно делать самостоятельно. Что является окончанием игры.

Разбор реализации…

Регистры

Приведём для удобства в одном месте описание всех регистров:

Регистр	Значение
R0	Признак начала игры. Первый раз сюда заносится единица. Если первоначальная проверка положения прошла успешно, то будет не единица.
R1	Координата X чёрного короля.
R2	Координата Y чёрного короля.
R3	Координата X белого короля.
R4	Координата Y белого короля.
R5	Координата X белой ладьи.
R6	Координата Y белой ладьи.
R7	36. Адрес кода отхода ладьёй (MoveRook).
R8	3, адрес начала хода (ввод).
R9	9------0. Признак неверного начального положения, и адрес (A0) функции формирования хода ладьи (PrintRook).
Ra	10.
Rb	Не используется в программе.
Rc	Рабочий. Хранит число вертикалей между белыми фигурами. Проверяется только на ноль.
Rd	Рабочий. Хранит число вертикалей между чёрным королём и белым минус 2. При нулевом значении короли расположены через одну горизонталь.
Re	98. Адрес вывода неверного положения (PrintErr).

Алгоритм

Чтобы провести дополнительные проверки, т.е. добавить дополнительные команды, исключены, по сравнению с оригиналом, вертикальные манёвры ладьи. Мат можно поставить и без этого.

Алгоритм описан на псевдокоде, похожем на JavaScript.

	Start:
	R0 = 1 // Установить признак начала игры

	Input:
	stopAndWaitRx()
	R1 = Math.floor(RX/10)
	R2 = RX - (R1 * 10)
	Rd = R2 - R4 - 2
	if (Rd < 0) { // Короли слишком близко по вертикали
		continue PrintErr
	}
	Rc = R5 - R3 // Если 0, то белые фигуры на одной вертикали
	RX = 1 - Math.abs(R5 - R1); // Удаленность ладьи и чёрного короля в вертикалях
		// RX == 1 - на одной вертикали
		// RX == 0 - на соседних, ладья не сможет отрезать черного короля
		// RX <= -1 - далеко
	if (R0 == 1) // Если начало игры {
		if (RX >= 0) { // Если ладья и черный король на одной или соседних вертикалях
			if (Rc != 0) { // Если белые фигуры не на одной вертикали
				continue PrintErr
			}
			R0 = RX // Сбросить признак начала игры (R0 = 0)
	MoveRook: // Отход ладьёй. В другую половину от чёрного короля 1..4 -> 7, 5..8 -> 1
			RX = Math.floor(R1 / 5)
			if (RX == 0) {
				RX = 7
			} // Или остаётся RX = 1
			RY = R5
			R5 = RX
			if ((RX - RY) == 0) { Если ладья тут и стояла, сдвигаем её правее
				R5++
			}
			RX = PrintRook(R6)
			continue Input
		}
	}
	R0 = RX // Сбросить признак начала игры (R0 <= 0)
	if (RX == 0) { // Если ладья и черный король на соседних вертикалях
		continue MoveRook // Отходим ладьёй
	}
	RX1 = R2 - 1 // Сохраняем значение на горизонталь ниже чёрного короля
	if ((-R6 + RX1) != 0) { // Если ладья не на горизонталь ниже черного короля, т.е. не отрезает его
		if (Rc == 0) { // Если белый король и ладья на одной вертикали, то король мешает своей ладье
			continue MoveRook // Поэтому сначала отходим ладьёй
		} else {
			PrintRook(RX1) // Отрезаем чёрного короля
			continue Input
		}
	} else { // Если ладья уже отрезает черного короля
		if (Rd != 0) { // Если белый король слишком низко
			R4++   // Поднимаем белого короля
	PrintKing: // Вывод координат белого короля
			RX = R3 + R4/10
			continue Input
		} else { // Белый король уже через одну горизонталь от черного
			RX = R1 - R3
			if (RX == 0) { // Короли напротив друг друга
				RX = 10 ** PrintRook(R2) // Делаем шах
				continue Input
			} else { // Не напротив и RX != 0
				RY = RX
				if (Math.log10(Math.abs(RX)) == 0) { // Если короли на соседних вертикалях (RX == ±1)
					continue MoveRook // Отходим ладьёй - выжидательный ход
				} else {
					R3 = R3 + sign(RY) // Продвигаем по горизонтали белого короля к чёрному
					continue PrintKing
				}
			}
		}
	}

	PrintRook: // RX - новое положение ладьи по вертикали
		R6 = RX
		RX = R5 * 10 + R6
		return

	PrintErr:
		RX = R9
		continue Input

Текст программы

# \|	00	01	02	03	04	05	06	07	08	09
00 \|	В/О	1	x→П0	С/П	В↑	П→xa	÷	К[x]	x→П1	П→xa
10 \|	×	−	x→П2	П→x4	−	2	−	x→Пd	Кx≥0e	П→x5
20 \|	П→x3	−	x→Пc	1	П→x5	П→x1	−	К∣x∣	−	FL0
30 \|	53	Fx≥0	53	П→xc	Кx=0e	x→П0	П→x1	5	÷	К[x]
40 \|	Fx=0	43	7	П→x5	<->	x→П5	−	Fx=0	50	КП→x5
50 \|	П→x6	КПП9	КБП8	x→П0	Кx≠07	П→x6	/-/	П→x2	1	−
60 \|	+	Fx≠0	68	П→xc	Кx≠07	FВx	КПП9	КБП8	П→xd	Fx≠0
70 \|	78	КП→x4	П→x3	П→x4	П→xa	÷	+	КБП8	П→x1	П→x3
80 \|	−	Fx≠0	94	В↑	К∣x∣	FLg	Кx≠07	<->	КЗН	П→x3
90 \|	+	x→П3	БП	73	П→x2	КПП9	F10^x	КБП8	П→x9	КБП8
A0 \|	x→П6	П→x5	П→xa	×	+

Программа один в один выполняет шаги по указанному выше алгоритму. С учётом того, что никаких сложностей (в отличие от оригинала) не производится, то можно легко понять реализацию.

Единственное пояснение: команда В/О перенесена из конца в начало, чтобы обезопасить ввод единицы. Иначе, если до нажатия С/П были введены какие-то цифры, то ввод продолжится и единица не получится.

	1	2	3	4	5	6	7	8
8	18	28	38	48	58	68	78	88
7	17	27	37	47	57	67	77	87
6	16	26	36	46	56	66	76	86
5	15	25	35	45	55	65	75	85
4	14	24	34	44	54	64	74	84
3	13	23	33	43	53	63	73	83
2	12	22	32	42	52	62	72	82
1	11	21	31	41	51	61	71	81

	1	2	3	4	5	6	7	8
8	18	28	38	48	58	68	78	88
7	17	27	37	47	57	67	77	87
6	16	26	36	46	56	66	76	86
5	15	25	35	45	55	65	75	85
4	14	24	34	44	54	64	74	84
3	13	23	33	43	53	63	73	83
2	12	22	32	42	52	62	72	82
1	11	21	31	41	51	61	71	81

	1	2	3	4	5	6	7	8
8	18	28	38	48	58	68	78	88
7	17	27	37	47	57	67	77	87
6	16	26	36	46	56	66	76	86
5	15	25	35	45	55	65	75	85
4	14	24	34	44	54	64	74	84
3	13	23	33	43	53	63	73	83
2	12	22	32	42	52	62	72	82
1	11	21	31	41	51	61	71	81