Programming Assignment 1: Infiltration & Exfiltration

The purpose of programming assignments is to use the concepts that we learn in class to solve an actual real-world task.   To that end you will be writing java code that uses a game engine called Sepia to develop agents that solve speciic problems. In this lab we will be invading enemy territory. Our unit (the red one) is tasked with iniltrating enemy territory to destroy the enemy base (called a “Townhall” in Sepia).  A Townhall will appear with the letter  “H” while enemy archers (“archer” units) will appear with a  “a” .  The enemy soldiers will attack you if you are seen, so you are not guaranteed to survive this mission.

1.  Copy Files

Please, copy the iles from the downloaded lab directory to your cs440 directory.  You can just drag and drop them in your ile explorer.

.  Copy Downloads/pa1/lib/pa1.jar to cs440/lib/pa1.jar.

This ile is the custom jarile that I created for you.

.  Copy Downloads/pa1/data/pa1 to cs440/data/pa1.

This directory contains a game coniguration and map iles.

.  Copy Downloads/pa1/src to cs440/src.

This directory contains our source code  .java iles.

.  Copy Downloads/pa1/pa1.srcs to cs440/pa1.srcs.

This ile contains the paths to the  .java iles we are working with in this lab.  Just like last lab, iles like these are used to speed up the compilation process by preventing you from listing all source iles you want to compile manually.

. I would recommend taking a look at the documentation for the provided jarile.  I have included it in this package and will also post it on Piazza.

2.  Test run

If your setup is correct, you should be able to compile and execute the given template code.  You should see the Sepia window appear.

#  Mac,  Linux.  Run  from  the  cs440  directory .

javac  -cp  lib/Sepia.jar:lib/pa1.jar: .  @pa1.srcs

java  -cp  lib/Sepia.jar:lib/pa1.jar: .  edu.cwru.sepia.Main2  data/pa1/OneUnitSmallMaze.xml

#  Windows.  Run  from  the  cs440  directory .

javac  -cp  lib/Sepia.jar;lib/pa1.jar; .  @pa1.srcs

java  -cp  lib/Sepia.jar;lib/pa1.jar; .  edu.cwru.sepia.Main2  data/pa1/OneUnitSmallMaze.xml

3.  Information on the provided iles

.  Directory src/pa1/agents/ contains one .java ile called StealthAgent.java.  This is where I would like you to put your implementation. There is also another directory with a single ile in it called src/pa1/ec/DisrespectfulStealthAgent.java.  This is your extra credit (see more on the extra credit below).

.  cs440/lib/Sepia.jar. The main type in Sepia is called an Agent, and is the type we want to extend in order to write our own agents that can interact with Sepia.  I encourage you to become familiar with the Agent api as well as the Sepia api, because I have not implemented many of those methods for you.  I have left some examples of how to discover units and so on in the initialStep method, but the rest of this is up to you. Here are the methods you will need to implement in order for the Agent to interact with Sepia. However, I have also left some helper methods that I believe you will ind useful as a template for designing your implementation:

–  a Constructor.   The Agent type in Sepia does not have a public constructor, so if you extend this class you must write your own.  This constructor must take the player number (an int), and optionally may take a String[]  args (just like a main method).

–  initialStep(StateView,  HistoryView). This method is called on theirst turn of a game (and only called on the irst turn of a game).  We typically use it to discover quantities about the world we want to know  (for instance,  what are the units under my control, enemy control, etc.).  It is common to set the ields of an Agent to some invalid state in the constructor and then to actually populate them in initialStep.  This method returns a Map. Every entity in the game (unit or resource) has a unique integer id, and this return value is how your Agent tells each unit what to do. If you want a unit to take an action that turn, you put an entry in the map for that unit (using its id as a key) along with the action you want it to take.

– middleStep(StateView,  HistoryView).   This  method is called every turn and should contain the main logic of your Agent.  Just like initialStep, this method should return a mapping from (your) unit id(s) to the actions you want those units to take this turn.

– terminalStep(StateView,  HistoryView).  This method is called once (and only once) at the end of a game.  To be clear, this method is called after the game has completed, so this method returns nothing (there is no game to perform actions in).  This method is typically used for other purposes such as logging info, saving things, etc.

–  savePlayerData(OutputStream).  This method is used to save your Agent to disk.  We won’t make use of it very often.

–  loadPlayerData(InputStream).  This method, like its counterpart, is to load an Agent from disk. We won’t make use of it very often.

More information on Agent methods can be found in the Sepia Agent Tutorial.

Task 1:  StealthAgent.java (100 points)

Your agent must use the A-star algorithm to ind routes between desired coordinates on the map.  The goal for this agent is to iniltrate enemy territory without being seen, destroy the enemy townhall and then escape. This mission is fraught with peril: the enemy has archers (i.e.  units that can attack from a distance) that will shoot you on sight while they are doing their daily task of chopping down trees. The enemy archers are incredibly strong: you will die if you try to engage with them. Therefore, you must be sneaky and get to the townhall location without being seen.  Once you get to the townhall, you will need to repeatedly attack it (called a primitive move in Sepia) until it is destroyed.

The second that the townhall is destroyed, you will need to escape and return to the square on the map that you started at.  Once the enemy townhall is destroyed, the enemy archers will be alerted to your presence (presumably because you trip an alarm or something with the act of destroying the townhall) and will immediatly return to the location of the (former) townhall to investigate.  While on the way, the archers can still see you if you get too close to them, so it is imperative that you ind a safe path back to the starting square.  After a certain amount of time after reaching the starting square, the enemy archers will die of grief:  they simply cannot live without their townhall, at which point the mission is successful.

Note: their is a method built into StealthAgent.java that will tell you how many squares away an archer can detect enemy units (i.e. you). Be sure to account for this when planning your routes.

Notes

. You may create whatever helper methods you want in order to accomplish this goal. For instance, I would suggest, like last time, implementing a method to get the neighbors of the current Vertex.

.  Please use manhattan distance as your heuristic for all Agent(s) you implement!

. When you want to test your Agent, please open up data/pa1/[BigMaze  |   OneUnitSmallMaze |  TwoUnitsSmallMaze].xml in atext editor of some kind (your machine may default to opening it in your browser, we don’t want that), you will need to look at line 3 in the following section:

1     2                  3                      src.pa1.agents.StealthAgent  4                       0  5                                           2  6                                                                                                                                            

7                                                                                                                                                 

Change the ClassName line to the Agent that you want to run.

src.pa1.agents.StealthAgent

src.pa1.agents.DisrespectfulStealthAgent

Do NOT change any of the arguments passed into any of the agents (the tags) unless you know what you are doing.