HyperNull

Инструкция по сборке - build.md.

HyperNull - восходящая звезда в мире криптовалют. Боты собирают hypernull-коины (монеты), генерируемые в адресном пространстве видеопамяти. Спрос на HyperNull высок, в майнинге большая конкуренция, на каждую монету претендует сразу несколько майнеров. А система безопасности видеопамяти блокирует некоторые ячейки адресного пространства, усложняя задачу.

Ваша задача разработать алгоритм бота, который будет эффективно майнить hypernull-коины: соберет как можно больше монет за фиксированное количество раундов. Бот перемещается по ячейкам двумерной карты. За один ход (или раунд) он может перейти на соседнюю ячейку по горизонтали, вертикали или диагонали, если она свободна. Левая нижняя ячейка карты задается координатами (0, 0). Карты замкнуты по ширине и высоте. Это означает, что если бот находится в крайней правой ячейке и перемещается на одну позицию вправо, он попадает в крайнюю левую ячейку (переходит через границу). Это правило применяется вдоль всех направлений и учитывается при вычислении расстояний между ячейками.

Монеты появляются на карте в случайных позициях. Каждая монета достается боту, который первым к ней приблизится. Кроме высокой конкуренции за монеты, процесс майнинга усложняется тем, что бот не знает полную схему карты: какие из ячеек заблокированы и где находятся все боты и монеты. Каждый бот "видит" карту только в пределах радиуса видимости вокруг текущей позиции.

☠️ DEATHMATCH ☠️

По умолчанию боты дружелюбны и соревнуются только в скорости и эффективности исследования карты. Но для желающих особенной наживы предусмотрен майнинг в режиме DEATHMATCH. В этом режиме боты могут нападать друг на друга и отнимать все собранные монеты.

Майнинг

Майнинг проходит в виде матчей на сервере. Боты подключаются к серверу и регистрируют заявку на участи в матче. В заявке указывается название бота и режим матча: FRIENDLY или DEATHMATCH.

Сервер принимает заявку, готовит карту, собирает участников и запускает матч. На каждом раунде боты получают информацию об их текущем окружении и отправляют команды на перемещение по карте на сервер.

Матч длится в пределах ограничения по количеству раундов. Если бот проигрывает в схватке в режиме DEATHMATCH, он покидает матч до его завершения.

                +-----+                           +---------+
                | bot |                           | server  |
                +-----+                           +---------+
                   |                                   |
                   | чтение конфигурации из файла      |
                   |-----------------------------      |
                   |                            |      |
                   |<----------------------------      |
                   |                                   |
                   | подключение к server:port         |
                   |---------------------------------->|
                   |                                   |
                   |                             hello |
                   |<----------------------------------|
                   |                                   |
                   | register                          |
                   |---------------------------------->|
                   |                                   | ------------------------\
                   |                                   |-| инициализация матча   |
                   |                                   | | и ожидание участников |
                   |                                   | |-----------------------|
                   |                     match_started |
                   |<----------------------------------|
                   |                                   | ------------------------------------\
                   |                                   |-| обмен update/move в каждом раунде |
                   |                                   | |-----------------------------------|
                   |                            update |
                   |<----------------------------------|
-----------------\ |                                   |
| алгоритм бота  |-|                                   |
| работает здесь | |                                   |
|----------------| |                                   |
                   | move                              |
                   |---------------------------------->|
                   |                                   | -------------------------\
                   |                                   |-| матч для бота завершен |
                   |                                   | |------------------------|
                   |                        match_over |
                   |<----------------------------------|
                   |                                   |

• При запуске бот загружает файл конфигурации, путь к которому задается первым аргументом командной строки и подключается к серверу.
• На каждое подключение сервер отправляет приветственное сообщение hello.
• Бот отвечает на приветствие сообщением register, указывает желаемый режим матча и регистрационную информацию, подтверждая готовность участия в матче.
• Сервер регистрирует участника и инициализирует матч. При необходимости дожидается готовности других ботов.
• Когда состав участников матча сформирован, сервер запускает матч и отправляет всем ботам сообщение match_started.
• На каждом раунде матча сервер отправляет сообщение update c текущим состоянием всем активным ботам.
• Сервер ожидает команды move и подтверждения хода от всех активных ботов и обновляет текущее состояние матча на основе полученных команд. Если бот не успевает прислать команду за отведенное время, он пропускает ход.
• Если бот выбывает из матча, сервер исключает его из списка активных и отправляет этому боту сообщение match_over.
• При достижении лимита по количеству раундов матч завершается. Всем активным ботам отправляется сообщение match_over.

Протокол бота

Текущая версия протокола: 1

Бот и сервер обмениваются сообщениями в текстовом формате.

command
param1 param1_value1 param1_value2 ... param1_valueN
param2 param2_value1 param2_value2 ... param2_valueN
...
paramN paramN_value1 paramN_value2 ... paramN_valueN
end

hello

Отправляется сервером при подключении бота. В ответ бот отправляет на сервер сообщение register.

hello
protocol_version {PROTOCOL_VERSION}
end

• PROTOCOL_VERSION текущая версия протокола (целое число)

register

Отправляется ботом при подключении к серверу.

register
bot_name {BOT_NAME}
bot_secret {BOT_SECRET}
mode {MATCH_MODE}
end

• BOT_NAME название бота, по которому на сервере собирается статистика
• BOT_SECRET если BOT_NAME на сервере уже зарегистрирован, допуск к матчу возможен только при совпадении с указанным ранее BOT_SECRET
• MATCH_MODE режим матча: строка FRIENDLY (по умолчанию) или DEATHMATCH

match_started

Отправляется сервером один раз при старте матча.

match_started
match_id {MATCH_ID}
num_rounds {NUM_ROUNDS}
mode {MATCH_MODE}
map_size {MAP_WIDTH} {MAP_HEIGHT}
num_bots {NUM_BOTS}
your_id {YOUR_ID}
view_radius {VIEW_RADIUS}
mining_radius {MINING_RADIUS}
attack_radius {ATTACK_RADIUS}
move_time_limit {MOVE_TIME_LIMIT}
end

• MATCH_ID строковый идентификатор матча
• NUM_ROUNDS количество раундов в матче
• MATCH_MODE строка FRIENDLY или DEATHMATCH
• MAP_WIDTH ширина карты [1, 32767]
• MAP_HEIGHT высота карты [1, 32767]
• NUM_BOTS количество ботов в матче [1, 64]
• YOUR_ID идентификатор/индекс текущего бота [0, NUM_BOTS)
• VIEW_RADIUS радиус видимости [1, 32767]
• MINING_RADIUS радиус майнинга монет <= VIEW_RADIUS
• ATTACK_RADIUS радиус атаки (для режима DEATHMATCH) <= VIEW_RADIUS
• MOVE_TIME_LIMIT временное ограничение на выполнение хода в миллисекундах >= 500

update

Отправляется сервером в начале каждого раунда и содержит информацию о карте в пределах радиуса видимости бота. Для каждой непустой ячейки в сообщение включается параметр bot (бот, в том числе текущий игрок), block (препятствие) или coin (монета), определяющий ее координаты.

update
round {ROUND_NUMBER}
bot {X} {Y} {NUM_BOT_COINS} {BOT_ID}
block {X} {Y}
coin {X} {Y}
end

• ROUND_NUMBER номер текущего раунда, начиная с 1
• NUM_BOT_COINS количество монет, собранных ботом
• BOT_ID идентификатор бота

Сообщение всегда содержит информацию о текущем боте. Например, если в match_started боту присвоен идентификатор 1

match_started
your_id 1
...
end

то следующий update означает, что у бота 24 монеты, он находится в ячейке (7, 106) и в зоне его видимости находится бот с идентификатором 0, у которого на одну монету больше

update
bot 14 99 25 0
bot 7 106 24 1
...
end

move

Отправляется ботом для совершения хода в каждом раунде. За раунд может быть отправлен только один move. Следующая команда может быть отправлена в следующем раунде, о начале которого сервер сигнализирует сообщением update.

move
offset {DX} {DY}
end

• DX перемещение бота по X: -1, 0, 1
• DY перемещение бота по Y: -1, 0, 1

match_over

Отправляется сервером при завершении матча для текущего бота.

match_over
end

---

🥷 Банзай!

---

Механика

Детали реализации сервера.

Инициализация матча

• Случайным образом выбирается или генерируется карта.
• Боты размещаются в случайные стартовые позиции.
• Первичный вес (количество собранных монет) участников устанавливается равным 0.
• Проходит первичная генерация монет на карте.

Изменение позиций ботов

Позиции ботов изменяются в соответствии с указанными в рамках хода командами и ограничениями на дистанцию перемещения. Бот может перейти в целевую ячейку, если она свободна. Если ячейка заблокирована, бот остается в текущем положении. Когда в режиме FRIENDLY одну и ту же ячейку указывают в качестве целевой несколько ботов, они остаются в текущем положении.

Атака (DEATHMATCH)

Если расстояние между ботами сокращается до ATTACK_RADIUS, они атакуют друг-друга. Среди всех атакующих выбирается бот с наибольшим количеством собранных монет. Боты в зоне его атаки считаются побежденными, все их монеты переходят атакующему. Побежденные боты выбывают из матча. Процесс повторяется для активных ботов, для которых по-прежнему выполняется условие атаки.

Сбор монет

Если расстояние между позицией бота и монетой сокращается до MINING_RADIUS, бот получает +1 к весу (количеству собранных монет), а монета удаляется с карты. Если претендентов на монету несколько, она достается боту с большим весом или случайному боту, если вес всех претендентов совпадает.

Генерация монет

У каждого матча есть два параметра: период генерации монет COIN_SPAWN_PERIOD и объем генерации за один раунд COIN_SPAWN_VOLUME. Период определяет раунды, на которых монеты появляются на карте. Если текущий номер раунда кратен COIN_SPAWN_PERIOD, в свободных ячейках карты появляется COIN_SPAWN_VOLUME новых монет. Позиции выбираются случайно, но по возможности распределяются симметрично относительно стартовых позиций участников. Перед стартом матча до первого хода происходит первичная генерация.

Расстояние между ячейками

Так как карты замкнуты по ширине и высоте, расстояние вдоль оси "через границу" может оказаться меньше, чем расстояние "внутри" карты. На сервере используются следующие формулы для вычисления расстояний.

Для двух позиций p1 = (x1, y1) и p2 = (x2, y2)

dx = min(|x1 - x2|, MAP_WIDTH - |x1 - x2|)

dy = min(|y1 - y2|, MAP_HEIGHT - |y1 - y2|)

Квадрат расстояния между позициями

d^2 = dx^2 + dy^2

Считается, что ячейки находятся в пределах радиуса R, если

d^2 <= R^2

Форматы

Формат карты

Текстовый файл с расширением .map, содержащий информацию обо всех параметрах карты в формате "ключ"-значение.

Где:

• map_size размер карты, в клетках
• view_radius радиус обзора каждого бота, в клетках
• attack_radius радиус атаки каждого бота, в клетках. Должен быть меньше view_radius
• mining_radius радиус сбора монет, в клетках. Должен быть меньше attack_radius
• block препятствие на карте
• spawn_position точка, в которой изначально может появиться бот. Количество таких позиций определяет количество ботов, на которое рассчитана карта.

map_size {MAP_WIDTH} {MAP_HEIGHT}
view_radius {VIEW_RADIUS}
mining_radius {MINING_RADIUS}
attack_radius {ATTACK_RADIUS}
block {X} {Y}
block {X} {Y}
...
spawn_position {X} {Y}
spawn_position {X} {Y}
...

Формат лога матча

Текстотвый файл с расширением .log.

match
match_id {MATCH_ID}
num_bots {NUM_BOTS}
##MatchConfig
mode {MATCH_MODE}
num_rounds {NUM_ROUNDS}
random_seed {RANDOM_SEED}
move_time_limit {MOVE_TIME_LIMIT}
coin_spawn_period {COIN_SPAWN_PERIOD}
coin_spawn_volume {COIN_SPAWN_VOLUME}
##MapConfig
map_size {MAP_WIDTH} {MAP_HEIGHT}
view_radius {VIEW_RADIUS}
mining_radius {MINING_RADIUS}
attack_radius {ATTACK_RADIUS}
block {X} {Y}
##BotsAndCoinsInfo
bot_name {BOT_ID} {BOT_NAME}
bot {BOT_ID} {X} {Y}
bot_coins {BOT_ID} {NUM_COINS}
coin {X} {Y}
round {ROUND}
bot {BOT_ID} {X} {Y}
bot_coins {BOT_ID} {NUM_COINS}
attack {BOT_1_ID} {BOT_2_ID}
coin_collected {X} {Y} {BOT_ID}
coin {X} {Y}
match_over {BOT_ID}