477 lines
14 KiB
Python
477 lines
14 KiB
Python
# -*- coding:utf-8 -*-
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############################
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### ARE-DYNAMIC.py
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###
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### Auteurs:
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### Julian Barathieu (3670170)
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### Lucie Hoffmann (3671067)
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||
### Nicolas Boussenina (3670515)
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### Constance Poulain (3671006)
|
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###
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### Projet: Théorie des Jeux, Dilemne du Prisonier
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### ARE-DYNAMIC 2016-2017 UPMC MIPI
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###
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######################
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### Importations
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import random
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import numpy as np
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import matplotlib as mpl
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from matplotlib import pyplot
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import copy
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######################
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### Variables Globales
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# taille de la grille
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TailleGrilleX = 15
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TailleGrilleY = 15
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# Grille
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Grille = np.ndarray((TailleGrilleX, TailleGrilleY))
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# historique des grilles aux itérations précédentes
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# utilisé durant l'affichage dynamique
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HistoriqueGrilles = list()
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# chaque StratsResultats[i] est un triplet [nb_utilisations, total_ans_prisons, utilisation_detail] avec:
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# i = index de la stratégie en question
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# nb_utilisations = nombre total d'utilisations de la stratégie
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# total_ans_prisons = total d'années de prisons subies par les utilisateurs de la stratégie
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# utilisation_detail = une liste de paires (iter, uti) représentant le nombre d'utilisateurs à l'itération "iter"
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StratsResultats = list()
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# liste des stratégies (fonctions Joueur^2 -> {0, 1} décidant si un joueur nie ou non en fonction de son adversaire)
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ListeStrategies = list()
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# liste des fonctions génératrices de grille
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ListeGenGrille = list()
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# génératrice de grille à utiliser
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TypeGrilleInitiale = 3
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# nombre max d'itérations
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MaxIterations = 2
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# stratégie par défaut
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StratParDefaut = 0
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# affichage dynamique
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AffichageDynamique = True
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"""
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Types:
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Coord = tuple(x, y)
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||
Joueur = dict("etat", "historique_etats", "strategie", "annees_de_prison", "historique_strategies")
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||
GrilleJoueurs = matrice2d(Joueur)
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||
"""
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#####################################
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### Génération de la matrice initiale
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def gen_matrice_initiale():
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"""
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NoneType -> GrilleJoueurs
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"""
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fonction_gen = ListeGenGrille[TypeGrilleInitiale]
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||
return fonction_gen()
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||
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##############################
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### Execution des tours / jeux
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def partie1v1(joueur, adversaire):
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||
"""
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Joueur^2 -> int
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||
Effectue une partie à deux joueurs
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||
Renvoie: paire (prison_joueur, prison_adversaire)
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"""
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stratj = ListeStrategies[joueur["strategie"]]
|
||
strata = ListeStrategies[adversaire["strategie"]]
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||
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||
etatj = stratj(joueur, adversaire)
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etata = strata(adversaire, joueur)
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||
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# 1 = avouer
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# 0 = nier
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if etatj == 0:
|
||
if etata == 0:
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# nie-nie
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||
ans_prison = (2, 2)
|
||
else:
|
||
# nie-avoue
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||
ans_prison = (10, 0)
|
||
else:
|
||
if etata == 0:
|
||
# avoue-nie
|
||
ans_prison = (0, 10)
|
||
else:
|
||
# avoue-avoue
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||
ans_prison = (5, 5)
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||
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||
(StratsResultats[joueur["strategie"]])[0] += 1
|
||
(StratsResultats[joueur["strategie"]])[1] += ans_prison[0]
|
||
(StratsResultats[adversaire["strategie"]])[0] += 1
|
||
(StratsResultats[adversaire["strategie"]])[1] += ans_prison[1]
|
||
|
||
joueur["annees_de_prison"] += ans_prison[0]
|
||
adversaire["annees_de_prison"] += ans_prison[1]
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||
|
||
return ans_prison
|
||
|
||
def partie8tours(x,y):
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||
"""
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||
Coord -> NoneType
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||
Effectue huit parties 1v1 entre le joueur et chacun de ses voisins l'un après l'autre
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||
"""
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||
for i in range (-1,2):
|
||
for j in range (-1,2): #(i,j) sont les coordonnées de l'adversaire
|
||
if (0 <= x+i and x+i < len(Grille)) and (0 <= y+j and y+j < len(Grille[0])) and i != 0 and j != 0:
|
||
partie1v1(Grille[x][y], Grille[x+i][y+j])
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||
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||
def partie_globale():
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||
"""
|
||
Effectue une partie de huit par joueur
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||
"""
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||
global Grille
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for i in range(len(Grille)):
|
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for j in range(len(Grille[0])):
|
||
partie8tours(i,j)
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||
# Changement des stratégies
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# On parcourt une copie de la grille pour avoir accès aux anciennes stratégies et non pas aux nouvelles adoptées
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copie_grille = np.copy(Grille)
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for x in range(len(copie_grille)):
|
||
for y in range(len(copie_grille[0])):
|
||
#(x,y) : joueur dont on va modifier la stratégie, si besoin
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||
min_prison = copie_grille[x][y]["annees_de_prison"]
|
||
new_strat = copie_grille[x][y]["strategie"]
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||
for i in range (-1,2):
|
||
for j in range (-1,2): #(x+i,y+j) : adversaires autour de (x,y)
|
||
if (0 <= x+i and x+i < len(Grille)) and (0 <= y+j and y+j < len(Grille[0])) and i != 0 and j != 0:
|
||
if min_prison > copie_grille[x+i][y+j]["annees_de_prison"]:
|
||
new_strat = copie_grille[x+i][y+j]["strategie"]
|
||
Grille[x][y]["strategie"] = new_strat # on modifie la stratégie du joueur dans la Grille et pas dans la copie
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||
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||
# Réinitialisation du nb d'années de prison
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for j in range(len(Grille[0])):
|
||
Grille[i][j]['annees_de_prison'] = 0
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return Grille
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#####################################
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### Fonction génératrices de matrices
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def matrice_init_vide():
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||
"""
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||
Crée une matrice contenant des dicts vides {}
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||
"""
|
||
|
||
return [[dict() for x in range(TailleGrilleX)] for y in range(TailleGrilleY)]
|
||
|
||
def matrice_init_meme_strat():
|
||
"""
|
||
int -> array
|
||
|
||
Crée la matrice des joueurs où chacun a la même stratégie
|
||
mais commence avec des statuts différents, générés aléatoirement
|
||
"""
|
||
|
||
histo_strat = [StratParDefaut]
|
||
matrice = matrice_init_vide()
|
||
|
||
|
||
for i in range(TailleGrilleY):
|
||
for j in range(TailleGrilleX):
|
||
etat = random.randint(0, 1)
|
||
matrice[i][j] = {'etat' : etat, 'strategie' : StratParDefaut, 'annees_de_prison' : 0,\
|
||
'historique_strategies' : histo_strat, 'historique_etats' : [etat]}
|
||
|
||
return matrice
|
||
|
||
def matrice_init_nie_sauf_un():
|
||
"""
|
||
int -> array
|
||
|
||
Crée la matrice des joueurs tel que chaque joueurs
|
||
nie, sauf un qui avoue. Chaque joueur à la même
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||
stratégie
|
||
"""
|
||
|
||
histo_strat = [StratParDefaut]
|
||
matrice = matrice_init_vide()
|
||
|
||
for i in range(TailleGrilleY):
|
||
for j in range(TailleGrilleX):
|
||
matrice[i][j] = {'etat' : 1, 'strategie' : StratParDefaut, 'annees_de_prison' : 0,\
|
||
'historique_strategies' : histo_strat, 'historique_etats' : [1]}
|
||
|
||
index_aleatoirex = random.randint(0,TailleGrilleX-1)
|
||
index_aleatoirey = random.randint(0,TailleGrilleY-1)
|
||
(matrice[index_aleatoirex][index_aleatoirey])['etat'] = 0
|
||
|
||
return matrice
|
||
|
||
def matrice_init_avoue_sauf_un():
|
||
"""
|
||
int -> array
|
||
|
||
Créer la matrice des joueurs tel que chaque joueur avoue,
|
||
sauf un qui nie. Tous les joueurs ont la même strategie
|
||
"""
|
||
|
||
histo_strat = [StratParDefaut]
|
||
matrice = matrice_init_vide()
|
||
|
||
for i in range(TailleGrilleY):
|
||
for j in range(TailleGrilleX):
|
||
matrice[i][j] = {'etat' : 0, 'strategie' : StratParDefaut, 'annees_de_prison' : 0,\
|
||
'historique_strategies' : histo_strat, 'historique_etats' : [0]}
|
||
|
||
index_aleatoirex = random.randint(0,TailleGrilleX-1)
|
||
index_aleatoirey = random.randint(0,TailleGrilleY-1)
|
||
(matrice[index_aleatoirex][index_aleatoirey])['etat'] = 1
|
||
|
||
return matrice
|
||
|
||
def matrice_init_equitable():
|
||
"""
|
||
Crée la matrice des joueurs tel que le probabilité d'apparition de chaque
|
||
stratégie est équitable. Les états initiaux de chaque
|
||
joueur sont aléatoires.
|
||
"""
|
||
|
||
matrice_strat = np.full((TailleGrilleX, TailleGrilleY), -1, dtype=int)
|
||
nb_de_joueurs_de_chaque = int((TailleGrilleX*TailleGrilleY)/len(ListeStrategies))
|
||
|
||
places_vides = TailleGrilleX*TailleGrilleY
|
||
for e in range(len(ListeStrategies)):
|
||
count_joueurs = 0
|
||
|
||
while count_joueurs <= nb_de_joueurs_de_chaque:
|
||
index_aleatoirex = random.randint(0,TailleGrilleX-1)
|
||
index_aleatoirey = random.randint(0,TailleGrilleY-1)
|
||
if matrice_strat[index_aleatoirex][index_aleatoirey] != -1:
|
||
if places_vides < 1:
|
||
break
|
||
continue
|
||
matrice_strat[index_aleatoirex][index_aleatoirey] = e
|
||
count_joueurs += 1
|
||
places_vides -= 1
|
||
|
||
for i in range(TailleGrilleY): #on vérifie qu'il n'y a pas d'index vides
|
||
for j in range(TailleGrilleX): #si oui, on le rempli avec une strat aléatoire
|
||
if matrice_strat[i][j] == -1:
|
||
matrice_strat[i][j] = random.randint(0, len(ListeStrategies))
|
||
|
||
matrice = matrice_init_vide()
|
||
|
||
for i in range(TailleGrilleY):
|
||
for j in range(TailleGrilleX):
|
||
etat = random.randint(0, 1)
|
||
matrice[i][j] = {'etat' : etat, 'strategie' : matrice_strat[i][j], 'annees_de_prison' : 0,\
|
||
'historique_strategies' : [matrice_strat[i][j]], 'historique_etats' : [etat]}
|
||
|
||
return matrice
|
||
|
||
list_pourcent = []
|
||
|
||
def matrice_init_pourcents_choisis():
|
||
"""
|
||
list[float] -> array
|
||
|
||
list_pourcent contient des float de 0.0 à 1.0.
|
||
Crée la matrice des joueurs tel que le pourcentage de
|
||
chaque stratégie est choisi. Les états initiaux sont
|
||
choisis aléatoirement.
|
||
"""
|
||
if (len(list_pourcent) != len(ListeStrategies)):
|
||
print("Erreur: matrice_init_pourcents_choisis: liste_pourcent est de taille incorrecte!")
|
||
|
||
matrice_strat = np.full((TailleGrilleX, TailleGrilleY), -1, dtype=int)
|
||
|
||
list_nb_joueurs_de_chaque = list()
|
||
for i in range(len(list_pourcent)):
|
||
list_nb_joueurs_de_chaque.append((TailleGrilleX*TailleGrilleY)*list_pourcent[i])
|
||
|
||
places_vides = TailleGrilleX*TailleGrilleY
|
||
for e in range(len(list_pourcent)):
|
||
count_joueurs = 0
|
||
|
||
while count_joueurs <= list_nb_joueurs_de_chaque[e]:
|
||
index_aleatoirex = random.randint(0,TailleGrilleX-1)
|
||
index_aleatoirey = random.randint(0,TailleGrilleY-1)
|
||
if matrice_strat[index_aleatoirex][index_aleatoirey] != -1:
|
||
if places_vides < 1:
|
||
break
|
||
continue
|
||
matrice_strat[index_aleatoirex][index_aleatoirey] = e
|
||
count_joueurs += 1
|
||
places_vides -= 1
|
||
|
||
for i in range(TailleGrilleY): #on vérifie qu'il n'y a pas d'index vides
|
||
for j in range(TailleGrilleX): #si oui, on le rempli avec une strat aléatoire
|
||
if matrice_strat[i][j] == 0:
|
||
matrice_strat[i][j] = random.randint(0, len(list_pourcent))
|
||
|
||
matrice = matrice_init_vide()
|
||
|
||
for i in range(TailleGrilleY):
|
||
for j in range(TailleGrilleX):
|
||
etat = random.randint(0, 1)
|
||
matrice[i][j] = {'etat' : etat, 'strategie' : matrice_strat[i][j], 'annees_de_prison' : 0,\
|
||
'historique_strategies' : [matrice_strat[i][j]], 'historique_etats' : [etat]}
|
||
|
||
return matrice
|
||
|
||
#######################
|
||
### Fonction stratégies
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||
|
||
def strat_toujours_nier(joueur, adversaire):
|
||
"""
|
||
Joueur^2 -> int
|
||
|
||
Index: 0
|
||
|
||
Toujours nier (coopération)
|
||
"""
|
||
return 0 # 0 : coop
|
||
|
||
def strat_toujours_avouer(joueur, adversaire):
|
||
"""
|
||
Joueur^2 -> int
|
||
|
||
Index: 1
|
||
|
||
Toujours avouer (trahir)
|
||
"""
|
||
return 1 #1 : traître
|
||
|
||
def strat_altern(joueur, adversaire):
|
||
"""
|
||
Joueur^2 -> int
|
||
|
||
Index: 2
|
||
|
||
Le joueur alterne entre nier et avouer
|
||
"""
|
||
|
||
return 1 - joueur['etat']
|
||
|
||
def strat_precedent_adversaire(joueur, adversaire):
|
||
"""
|
||
Joueur^2 -> int
|
||
|
||
Index: 3
|
||
|
||
Le joueur avoue/nie si durant la partie locale précédente, son adversaire avait avoué/nié (on utilise l'hisorique des états)
|
||
"""
|
||
return adversaire['historique_etats'][len(adversaire['historique_etats'])-1] == 0
|
||
|
||
def strat_principal_adversaire(joueur, adversaire):
|
||
"""
|
||
Joueur^2 -> int
|
||
|
||
Index: 4
|
||
|
||
Le joueur avoue/nie si l’adversaire avait majoritairement avoué/nié durant ses parties précédentes (on utilise l'hisorique des états)
|
||
Si aucun état n’est majoritaire, la coopération l’emporte (le joueur nie)
|
||
"""
|
||
|
||
s = 0 # somme des entiers représentant les états
|
||
|
||
for i in adversaire['historique_etats']:
|
||
s += i
|
||
|
||
if len(adversaire['historique_etats']) == 0:
|
||
return 0
|
||
|
||
elif (s/len(adversaire['historique_etats'])) > 0.5:
|
||
return 1
|
||
|
||
else:
|
||
return 0
|
||
|
||
###############################################################################
|
||
|
||
##############
|
||
### Simulation
|
||
|
||
def init_complete():
|
||
"""
|
||
Rajoute à ListeStrategies toutes les fonctions stratégies
|
||
Rajoute à ListeGenGrille toutes les fonctions de génération de grille
|
||
"""
|
||
|
||
ListeGenGrille.append(matrice_init_meme_strat) # 0
|
||
ListeGenGrille.append(matrice_init_nie_sauf_un) # 1
|
||
ListeGenGrille.append(matrice_init_avoue_sauf_un) # 2
|
||
ListeGenGrille.append(matrice_init_equitable) # 3
|
||
ListeGenGrille.append(matrice_init_pourcents_choisis) # 4
|
||
|
||
ListeStrategies.append(strat_toujours_nier) # 0
|
||
ListeStrategies.append(strat_toujours_avouer) # 1
|
||
ListeStrategies.append(strat_altern) # 2
|
||
ListeStrategies.append(strat_precedent_adversaire) # 3
|
||
ListeStrategies.append(strat_principal_adversaire) # 4
|
||
|
||
global Grille
|
||
global StratsResultats
|
||
|
||
for i in range(len(ListeStrategies)):
|
||
StratsResultats.append([0, 0, list()])
|
||
|
||
Grille = gen_matrice_initiale()
|
||
|
||
|
||
def simulation():
|
||
iterations = 0
|
||
|
||
global HistoriqueGrilles
|
||
|
||
while iterations <= MaxIterations:
|
||
HistoriqueGrilles.append(copy.deepcopy(Grille))
|
||
partie_globale()
|
||
iterations += 1
|
||
|
||
return Grille
|
||
|
||
def _ext(M):
|
||
K = np.ndarray((TailleGrilleX, TailleGrilleY))
|
||
|
||
for x in range(len(M)):
|
||
for y in range(len(M[0])):
|
||
K[x][y] = M[x][y]["strategie"]
|
||
|
||
return K
|
||
|
||
|
||
init_complete()
|
||
|
||
print(simulation())
|
||
|
||
#for M in HistoriqueGrilles:
|
||
# print(_ext(M))
|
||
# input()
|