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Minimax、Alpha-Beta、Expectimax 怎麼選|Berkeley CS188 主題單元

2026年8月22日1 分鐘
TL;DRLecture 5–8 先用 CSP 練變數、限制與搜尋順序,再由 Project 2 實作 minimax、alpha-beta 與 expectimax;三者差別在對其他 agent 行為的假設。

🌏 English version

影片狀態:已附影片。 影片來源與說明

Lecture 5–8把兩類問題排在一起:CSP 用變數、domain 與 constraints 壓縮組合搜尋;game trees 則加入會回應你的其他 agent。Project 2讓 Pacman 面對 ghosts,依序實作 reflex agent、minimax、alpha-beta pruning、expectimax 與 evaluation function。

CSP:先縮小選擇,再進入對局

官方 CSP 教材把問題寫成 variables、每個 variable 的 domain,以及限制可同時成立 assignment 的 constraints。最基本的 backtracking 每次替一個 variable 選值;ordering heuristics 決定先選哪個 variable、先試哪個 value,propagation 則在每次 assignment 後刪除已不可能的候選值。它們不改答案集合,而是避免走進早已能判定失敗的分支。

可執行的練習是先打開官方 Discussion 2 的 CSP worksheet:選一題,畫出前三層 backtracking tree;接著分別套用 minimum remaining values 與 forward checking,圈出因此不必展開的節點。對完官方 solution 後,再進 Project 2。這能把「搜尋順序」與「推論刪值」分開,而不是只記縮寫。

三個演算法其實是三種世界觀

Minimax 假設對手會選讓你最差的動作;alpha-beta 不改答案,只剪掉不可能影響決策的分支;expectimax 則以機率模型取代「永遠最壞」的對手。官方 P2 規格甚至提醒,正確的 agent 在部分測試仍會輸——輸贏不是演算法正確性的單一證據。

實作時先定義一個完整 ply:P2 把 Pacman 一步加上所有 ghosts 的回應算成一層。若 depth 的意義弄錯,遞迴結構看似合理,展開數卻會完全不對。

Evaluation function 是模型的一部分

搜尋深度有限時,leaf state 的評分就是 agent 看得到的世界。把距離、食物、ghost 危險與剩餘目標塞成一個分數並不難;難的是讓每一項都有一致尺度,並用固定亂數種子與多局測試分辨進步和運氣。

建議先在紙上畫一棵含兩個 ghosts 的小樹,標出 agent index 與 depth 何時更新,再寫 recursion。完成 minimax 後才加 pruning,最後只替換 ghost node 的聚合規則做 expectimax。這樣每一步都能對回一個清楚假設。

系列導航:上一篇:搜尋與 heuristic|下一篇:MDP 與強化學習

課程影片來源

官方 Spring 2026 課表與官方 YouTube 播放清單([CS188 SP26] Live Lectures,28 支)已於 2026-10-10 即時核對,本文嵌入的講課錄影在清單中(課表標為 Recording)。此處不提供未核對的時間跳轉。

YouTube:CS188 Spring 2026 Lecture 5: CSPs I

原始影片:CS188 Spring 2026 Lecture 5: CSPs I

課程與錄影入口:

查核日期:2026-10-10。

內容核對:已依字幕核對(2026-10-10):抽樣核對(只讀字幕開頭約五千字元):確認嵌入的是 Lecture 5,主題為CSPs I(約束滿足問題);字幕先回顧 search 的假設(單一 agent、確定性、完全可觀察、離散),再引入 CSP 單元,並預告 Project 4 要找看不見的 ghosts。本文其餘章節講的是同單元其他講次與 Project,不是這支影片的內容。

更新紀錄

  • 2026-10-10:標註影片狀態,核對錄影來源與取得方式。
  • 2026-10-10:重查影片狀態。官方 Spring 2026 課表與 YouTube 播放清單即時核對,嵌入的講課錄影在清單中,狀態改為已附影片。
  • 2026-10-10:依字幕核對影片內容。確認嵌入影片是 Lecture 5(CSPs I(約束滿足問題)),主題與本文範圍相符;未發現需更正的影片說法。

參考資料