【G検定】Mini-Max法

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Mini-Max法

Mini-Max法とは

Mini-Max法は、ゲーム理論において広く用いられる戦略決定アルゴリズムです。この手法は、特に二人零和有限確定完全情報ゲーム（チェスや将棋など）において効果的です。名称の由来は、自分の利得を最大化（Maximize）しつつ、相手の利得を最小化（Minimize）することに由来します。

Mini-Max法の核心は、ゲームの各局面において、自分と相手が最適な手を打つと仮定し、そのシナリオを木構造で表現することです。この過程で、ゲームの開始時点から可能な限りの手を探索し、各状態のスコアを計算していきます。自分の手番では最大のスコアを、相手の手番では最小のスコアを選択するという原則に基づいて、最終的に最適な手を決定します。

Mini-Max法の実装手順

まず、現在の局面から始めて、自分と相手が交互に手を打つことを想定し、可能なすべての状態を探索します。この過程で、ゲームツリーと呼ばれる構造が形成されます。次に、ツリーの末端（葉ノード）から開始して、各状態のスコアを計算します。このスコアは、事前に定義された評価関数に基づいて算出されます。

スコアの計算が完了したら、ツリーを下から上へ遡っていきます。自分の手番のノードでは最大値を、相手の手番のノードでは最小値を選択していきます。この過程を繰り返すことで、最終的に現在の局面におけるベストな手が決定されます。

Mini-Max法の最適化と応用

実際のゲームでは、すべての可能な状態を探索することは計算時間の観点から現実的ではありません。そのため、Mini-Max法にはいくつかの最適化手法が適用されます。

その一つが深さ制限です。これは、ある一定の深さまでしか探索を行わないという制約を設けることで、計算量を抑制する手法です。もう一つの重要な最適化手法がアルファベータ枝刈り（α-β法）です。これは、既に探索済みの部分木の評価値を利用して、それ以上探索しても最終的な決定に影響を与えない部分木の探索を省略する手法です。

α-β法を用いることで、Mini-Max法の効率は大幅に向上します。具体的には、探索するノード数を大幅に削減しつつ、同じ結果を得ることができます。これにより、より深い探索が可能となり、より洗練された戦略を立てることができるようになります。

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