如何借助Stockfish perft函数排查走法生成器的非法走法

在Unity环境开发国际象棋程序时，已实现perft（走法遍历计数）函数用于校验走法生成逻辑的正确性，同时使用Stockfish引擎作为基准结果做对照。在初始棋盘位置、搜索深度为3的测试场景下，绝大多数走法的节点计数与Stockfish结果一致，仅马跳步相关分支存在计数偏差。

Stockfish基准perft结果（depth=3，初始位置） #

a2a3: 380
b2b3: 420
c2c3: 420
d2d3: 539
e2e3: 599
f2f3: 380
g2g3: 420
h2h3: 380
a2a4: 420
b2b4: 421
c2c4: 441
d2d4: 560
e2e4: 600
f2f4: 401
g2g4: 421
h2h4: 420
b1a3: 400
b1c3: 440
g1f3: 440
g1h3: 400

Nodes searched: 8902

自定义程序运行结果 #

a2a3: 380
b2b3: 420
c2c3: 420
d2d3: 539
e2e3: 599
f2f3: 380
g2g3: 420
h2h3: 380
a2a4: 420
b2b4: 421
c2c4: 441
d2d4: 560
e2e4: 600
f2f4: 401
g2g4: 421
h2h4: 420
b1a3: 420
b1c3: 460
g1f3: 460
g1h3: 420

Nodes searched: 8982

偏差规律：四个白方开局马跳步分支各多统计20个节点，总节点数多80个；进一步排查确认，偏差全部出现在黑方执行跳马操作后的子节点遍历环节，每次黑方跳马后会比合法值多生成20个节点。

• 缩小测试范围：直接将perft起始位置设置为白马跳马后的局面（比如先走b1c3），将测试深度设为2，和Stockfish同局面同深度的perft divide结果做比对。此时不需要遍历其他无偏差的兵、象、后、王走法分支，排查范围直接缩小到该固定局面下的黑方走法生成逻辑。
• 走法列表差分：在上述b1c3局面下跑depth=1的perft，导出你程序生成的所有黑方合法走法列表，和Stockfish输出的该局面合法走法逐行对比，先找出你额外生成的走法。结合「每次黑方跳马后多20个节点」的规律，优先检查黑方双马的走法生成逻辑，重点排查三类高频错误：
  • 马的位移计算未做边界校验，把棋盘坐标外的格子错误计入可走位置
  • 马的走法未过滤己方棋子占位，把己方棋子所在格子判定为可移动/可吃子位置
  • 走法合法性校验漏判「走子后己方王被将军」的情况：比如黑方跳马时，马原本遮挡了己方王被白方车/象/后的攻击路线，跳马后王暴露在攻击下，这类走法本应判非法但未被过滤，后续衍生的子节点计数刚好匹配20左右的固定差值。
• 逐层下钻定位：如果depth=1的走法列表和Stockfish完全一致，就升深度到2，对每个黑方走法单独统计子节点数，找到计数差为20的具体黑方走法，再将走完该步的局面设为新的测试起点，重复上述差分流程，直到定位到具体的逻辑bug。

• 优先实现perft divide功能：给现有perft函数增加分支计数能力，遍历当前节点的所有生成走法时，单独统计执行每个走法后的子节点总数，输出「走法串: 节点数」的对照表，直接和Stockfish的divide输出逐行匹配，哪行走法计数不符就直接定位到对应分支，无偏差的分支直接跳过不用排查。
• 梯度递进测试：不要一开始就跑深度5以上的长序列perft，从depth=1开始逐深度提升测试深度，每提升一个深度就和基准结果做一次校验，哪个深度出现计数偏差，问题就出在对应深度的走法生成、合法性校验环节，避免高深度下节点量爆炸导致排查范围失控。
• 增加内置校验断言：在走法生成逻辑中加入强制校验规则：每生成一个走法，执行走法后立刻检查当前走子方的王是否处于被攻击状态，如果是则直接判定为非法走法丢弃；所有走法的目标坐标先过边界校验，不在棋盘合法坐标范围内的走法直接过滤，从源头减少非法走法漏判。
• 固化复现用例：一旦定位到存在计数偏差的走法分支，立刻记录从初始局面到该分支的完整走法序列，写成独立单元测试，调试时直接加载走法序列终局的棋盘状态，不需要每次从初始位置跑全量perft，大幅缩短调试迭代周期。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Elia Giaccardi Old