- 国际象棋通用引擎协议
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- 2004年9月初稿，2006年2月修订
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- 一、UCI协议的特点
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- UCI协议，全称是国际象棋通用引擎协议(Universal Chess Interface，直译作通用象棋接口)。它是开放的象棋引擎协议，所谓“开放的”引擎协议，指的是：
- (1) 协议内容是公开的，并且可以免费使用；
- (2) 你可以根据该协议自己编写象棋引擎，凡是支持该协议的界面，都可以使用你编写的引擎；
- (3) 你可以根据该协议自己编写象棋界面，凡是支持该协议的引擎，都可以被你编写的界面调用。
- UCI协议的前身是象棋引擎SOS和Shredder使用的引擎协议，在他们的作者Rudolf Huber和Stefan Meyer-Kahlen对该协议的改进下，2000年11月28日UCI协议问世了。
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- UCI协议具有以下特点：
- (1) 引擎程序是可执行文件，它同界面程序之间通过“标准输入”和“标准输出”(即C语言中的stdin和stdout)来通讯。
- (2) 输入和输出是以“行方式”来完成的，界面发给引擎的每条指令都必须以“回车”(即C语言中的'\n')结束，界面接收引擎的反馈也一样。
- 注：引擎不能跨平台使用，如果引擎从一个平台(如Windows)移植到另一平台(如Unix)，需要重新编译源代码，或使用跨平台接口。引擎的平台通常由三类：
- A. DOS平台，但是由于DOS平台过于陈旧，现在很难找到这样的引擎；
- B. Windows平台，需要在Windows下用Console方式编译引擎源代码，WinBoard只能使用这类引擎；
- C. Unix/Linux平台；需要在Unix或Linux下编译源代码(也用Console方式)，XBoard能够使用Linux的引擎。
- (3) 引擎启动时，必须用“uci”指令让引擎进入UCI协议状态。当然，引擎也可以保留不使用UCI协议的权利，只要它接受的第一条有效指令允许不是“uci”。例如，很多UCI引擎允许第一条有效指令是“xboard”，这样引擎就转而进入WinBoard协议状态。
- (4) 无论引擎是否在思考，都必须随时接收指令，这样界面程序就可以随时中断引擎的工作或改变引擎的思考方式了。每条指令都以特定的关键字开头，关键字和参数之间必须用空格隔开，这样可以简化引擎识别指令的过程。
- (5) 界面必须随时接收引擎的反馈信息，每条反馈信息也都以特定的关键字开头(空格后面才是信息的实质内容)，这样可以让界面更方便地识别每一条反馈信息。
- (6) 引擎在搜索一个局面前，先要让界面把局面的位置告诉引擎，作为“内置局面”；
- (7) 引擎必须接收到"go"指令后才开始思考(搜索)；
- (8) 如果对局是计时的，那么每次思考时都必须设定时钟，引擎仅仅根据时钟来决定思考策略，时钟的改变需要界面来完成；
- (9) 当引擎完成一个局面的搜索，得到一步最佳着法后，并不改变“内置局面”，只是把这个着法反馈给界面，界面来完成这一步(当然，界面也可以让引擎走别的着法)，再把走完这一步后的局面告诉引擎；
- (10) 开局库通常由界面来指定给引擎，即通常引擎是不自带开局库的，当然引擎也可以自带开局库，此时界面可以让引擎根据引擎自己的开局库来完成开局的某步。
- 以上10个特点中，前5点和WinBoard协议是类似的，而后5点WinBoard协议和UCI协议则完全相反，因此WinBoard协议和UCI协议的指令也截然不同。
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- 二、走棋格式
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- UCI协议用的走棋格式是“长代数格式”，即走动子的起始位置和到达位置，这里有几点需要注意：
- (1) 不要标明“到达记号”、“吃子记号”、“将军记号”以及其他评注记号，例如第一步走e4，则记作e2e4，而不是e2-e4；
- (2) 不要标明所走的子，例如走Nf6，则记作g8f6，而不是Ng8f6；
- (3) 王车易位时只标明王的路线，例如走O-O，则记作e1g1；
- (4) 兵升变时在最后注明只用一个字母注明升变的子，例如走e8=Q，则记作e7e8q。
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- 三、输入和输出协议
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- 输入协议就是界面向引擎发送指令的协议，协议内容通常由一系列指令集组成(用红色表示)，输出协议则规定了引擎反馈给界面的信息，以及这些信息具体的含义(用蓝色表示)。
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- 1. uci
- 这是引擎启动后，界面需要给引擎发送的第一条指令，通知引擎现在使用的是UCI协议。
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- 2. id {name <x> | author <x>}
- 这是uci指令的反馈信息，显示引擎的版本号和作者。
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- 3. option name <id>
type <t> [default <x>] [min <x>] [max
<x>] [var <x> [var <x> [...]]]
- 也是uci指令的反馈信息，表示引擎所支持的选项，<id>指选项的名称(后面会介绍)，<t>指选项的类型，可以是以下5种：
- (1) check，检查框，取值只能是true或false；
- (2) spin，旋钮，取值是整数，可以用min和max来限定范围；
- (3) combo，列表框，取值是由var来指定；
- (4) button，按钮，没有取值，仅仅用来触发某个事件；
- (5) string，字符串，取值可以是任何字符串。
- 通常的UCI引擎支持以下选项：
- (1) Hash(spin)，以MB为单位规定Hash表的大小；
- (2) NalimovPath(string)，指定Nalimov残局库的路径，可以设置多个路径，用';'隔开；
- (3) NalimovCache(spin)，以MB为单位规定Nalimov残局库的缓冲区；
- (4) Ponder(check)，指定引擎是否后台思考(Ponder)，设定该参数的目的仅仅是让引擎改变时间分配策略，后台思考仍然需要界面发出指令；
- (5) OwnBook(check)，指定引擎是否要使用引擎自带的开局库；
- (6) MultiPV(spin)，引擎给出多少步最佳着法，Alpha-Beta搜索通常只给出一步，增加这个数值会降低引擎的运行效率，但扩大了界面对引擎提供着法的选择空间；
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- 4. uciok
- 这是uci指令的最后一条反馈信息，表示引擎已经进入用uci协议通讯的状态。
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- 5. setoption name <id> [value <x>]
- 设置引擎参数，这些参数必须是option反馈信息所列出的。
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- 6. isready
- 检测引擎是否处于“就绪”状态，如果引擎发送回readyok信息，则说明引擎已经就绪，可以界面可以向引擎发出其他指令。
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- 7. readyok
- 这是isready的反馈信息，仅仅表示引擎可以接收指令了。即使引擎在思考，接收到isready指令后也会返回readyok。
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- 8. position {fen <fenstring> |
startpos } [moves <move1> .... <moven>]
- 设置“内置棋盘”的局面，用fen来指定FEN格式串，或用startpos来指定起始局面，它等价于
- fen rnbqkbnr/pppppppp/8/8/8/8/PPPPPPPP/RNBQKBNR
w KQkq - 0 1。
- 一般来说，界面发送给引擎的<fenstring>是最近一次吃子或进兵后的局面(称为“不可逆局面”)，该局面到当前局面的一系列着法则跟在moves后，目的是让引擎掌握重复检测的策略。FEN格式串的写法参阅《国际象棋译文苑》文摘——关于PGN和FEN记谱规范(下)一文。
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- 9. go ...
- 让引擎根据内置棋盘的设置和设定的搜索方式来思考，有以下搜索方式可供选择(可以多选，直接跟在go后面)：
- (1) searchmoves
<move1> .... <moven>，只让引擎在这几步中选择一步；
- (2) wtime <x>，白方剩余时间(单位是毫秒)；
- btime <x>，黑方剩余时间；
- winc <x>，白方每步增加的时间(适用于Fischer制)；
- binc <x>，黑方每步增加的时间；
- movestogo <x>，还有多少回合进入下一时段(适用于时段制)；
- 这些选项用来设定时钟，它决定了引擎的思考时间；
- (3) ponder，让引擎进行后台思考(即对手在用时，引擎的时钟不起作用)；
- (4) depth <x>，指定搜索深度；
- (5) nodes <x>，指定搜索的节点数(即分析的局面数，一般它和时间成正比)；
- (6) mate <x>，在指定步数内只搜索杀棋；
- (7) movetime <x>，只花规定的时间搜索；
- (8) infinite，无限制搜索，直到杀棋。
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- 10. info ...
- 显示引擎思考信息，信息有以下内容(可以是很多信息，都跟在info后面)：
- (1) depth <x>，当前搜索到的深度；
- (2) seldepth <x>，选择性搜索(不完全搜索)达到的深度，通常会跟在depth后面；
- (3) pv <move1>
... <moven>，已经搜索到的最佳路线；
- (4) multipv <num>，这只会出现在设定了MultiPV选项以后，紧跟在pv后面，说明它是最佳的路线中的第几条(排名第几)；
- (5) time <x>，已经搜索的时间，它往往跟在pv后面；
- (6) score {pv <x>
| mate <y>} [lowerbound | upperbound]，引擎对当前局面的评价，pv <x>指当前局面的评分，单位是“百分兵值”，mate <y>指在多少步之内会形成杀棋，lowerbound指该评价是最低估计(为白方估计)，upperbound指该评价是最高估计(为黑方估计)；
- (7) currmovenumber
<x>，当前搜索着法的序号；
- (8) currmove <move>，当前搜索的着法，它往往跟在currmovenumber
<x>的后面；
- (9) nodes <x>，已经搜索的节点数(即分析的局面数，它会隔一定时间显示出来；
- (10) hashfull <x>，Hash表的占用率(单位是千分之一)，它也会隔一定时间显示出来；
- (11) nps <x>，引擎速度，用每秒搜索的节点数，它也会隔一定时间显示出来；
- (12) tbhits <x>，在残局库中找到局面的数目；
- (13) cpuload <x>，处理器的占用率(单位是千分之一)；
- (14) string <str>，其他信息，通常是调试信息。
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- 11. stop
- 中断引擎的思考；
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- 12. ponderhit
- 在后台思考(go ponder)还没有输出结果(bestmove <x>)时，告诉引擎后台思考命中(正在后台思考的着法正好是对手的着法)，随后引擎就自动转入正常思考(时钟开始有效)。如果后台思考没有命中，就必须用stop中止思考，重新设置局面让引擎思考。
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- 13. bestmove <move1> [ponder
<move2>]
- 引擎思考结束后(不管是否被stop中断)所显示的结果，ponder指为对手思考的结果，通常引擎会提供此信息。
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- 14. quit
- 让引擎退出运转，无论引擎思考与否。
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- 四、举例
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- 在下面的例子中，输入部分(从界面到引擎)用红色表示，输出部分(从引擎到界面)用蓝色表示。
- uci，告诉引擎使用UCI协议；
- id name
Shredder 5
- id author
Stefan MK，引擎显示版本信息。
- option name
Hash type spin default 1 min 1 max 128，Hash表的上限是128MB；
- option name
NalimovPath type string default c:\，说明引擎支持Nalimov残局库，注意在C语言中'\'要打印成'\\'；
- option name
NalimovCache type spin default 1 min 1 max 32
- option name
Nullmove type check default true
- option name
Style type combo default Normal var Solid var Normal var
Risky，说明引擎有三种风格(保守、均衡和冒进，缺省是均衡)；
- uciok，所有可设置的参数已经显示出来，此时引擎可以接收指令；
- setoption
name Hash value 32，把Hash表增加到32MB；
- setoption
name NalimovCache value 1，把残局库缓冲区设置为1MB(这句话没有必要，因为缺省值就是1)；
- setoption
name NalimovPath value d:\tb;c\tb，设置残局库的路径；
- isready，等待引擎初始化；
- readyok，引擎初始化完成，现在可以让引擎思考了；
- position
startpos moves e2e4 e7e5，给定开局e4 e5(在这里，最好直接将当前局面用position fen <fenstring>的形式给出，因为当前局面是不可逆局面)；
- go infinite，让引擎无限制思考，到时候用stop中断；
- info depth 1
seldepth 0
- info score
cp 13 depth 1 nodes 13 time 15 pv f1b5
- info depth 2
seldepth 2
- info nps
15937
- info score
cp 14 depth 2 nodes 255 time 15 pv f1c4 f8c5
- info depth 2
seldepth 7 nodes 255
- info depth 3
seldepth 7
- info nps
26437
- info score
cp 20 depth 3 nodes 423 time 15 pv f1c4 g8f6 b1c3
- info nps
41562
- ...，以后还有很多信息，这里省略；
- stop，用户不再等待，让引擎中止思考；
- bestmove g1f3
ponder d8f6，引擎输出白方最佳着法Nf3，黑方的应对是Bf6(由于思考被用户中止，所以这步多少有些问题)，如果用户要继续进行思考，可再输入go。
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- 资料来源：www.uciengines.de，www.shredderchess.com，www.chessbase.com。
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