Hand）

将棋の駒には「成と不成」「先手と後手」「盤上と持ち駒」の状態遷移が存在する。 rsshogi では、これらを PieceType、Piece、HandPiece、Hand の 4 つの型で表現し、条件分岐やループを使わないビット演算で状態変換と枚数比較を実現している。

駒種（`PieceType`）

PieceType（#[repr(transparent)] pub struct PieceType(i8)）は、先後の区別を除いた駒の種類を表す。生駒（1..=8）に +8（ビット 3 の加算）を行うと対応する成駒（9..=14）になるよう設計されている。

内部値	定数名	意味	成り対応（`+8`）	内部値	定数名	意味
`0`	`NONE`	駒なし	なし	`8`	`KING`	玉 / 王
`1`	`PAWN`	歩	`PRO_PAWN`（`9`）	`9`	`PRO_PAWN`	と金
`2`	`LANCE`	香	`PRO_LANCE`（`10`）	`10`	`PRO_LANCE`	成香
`3`	`KNIGHT`	桂	`PRO_KNIGHT`（`11`）	`11`	`PRO_KNIGHT`	成桂
`4`	`SILVER`	銀	`PRO_SILVER`（`12`）	`12`	`PRO_SILVER`	成銀
`5`	`BISHOP`	角	`HORSE`（`13`）	`13`	`HORSE`	馬
`6`	`ROOK`	飛	`DRAGON`（`14`）	`14`	`DRAGON`	龍
`7`	`GOLD`	金	なし	`15`	`GOLD_LIKE`	金相当の合成識別子

このビット配置により、成り判定と生駒への復元は単一のビットマスク演算で行える。

成駒判定（is_promoted）：(self.0 & 8) != 0 && self.0 != PieceType::KING.0 && self.0 != PieceType::GOLD_LIKE.0
生駒への復元（unpromote）：KING（8）を除き、self.0 & 7 で生駒の ID（1..=7）が得られる。捕獲した駒を持ち駒に戻す際にテーブル参照を必要としない。

なお、PieceType::COUNT = 16、PieceType::HAND_TABLE_SIZE = 8（NONE + 生駒 7 種）が配列サイズ定数として定義されている。

先後付きの駒（`Piece`）

Piece（#[repr(transparent)] pub struct Piece(i8)）は、PieceType の下位 4 ビットに、ビット 4（COLOR_BIT = 16）の先後フラグを合成した 5 ビット値である。

Bit:   7   6   5    4      3      2   1   0
     +---+---+---+------+------+---+---+---+
     | 0 | 0 | 0 |Color |Promot| Base Piece|
     +---+---+---+------+------+---+---+---+
                  0:先手 0:生駒   1..=7 (生駒)
                  1:後手 1:成駒/玉 8 (玉: Promot=1, Base=0)

具体的な数値範囲は以下の通りとなる。

0：Piece::NONE（空きマス）
1..=14：先手の実駒（B_PAWN = 1 〜 B_DRAGON = 14）、および合成識別子 B_GOLD_LIKE = 15
16：無効値（後手ビットのみが立ち PieceType が 0 の状態であり、from_raw では弾かれる）
17..=30：後手の実駒（W_PAWN = 17 〜 W_DRAGON = 30）、および合成識別子 W_GOLD_LIKE = 31

この構造により、Piece から各属性への分解はすべて 1〜2 命令のビット演算で完了する。

駒種の抽出（piece_type）：PieceType(self.0 & 0x0f)
手番の抽出（color）：Color((self.0 >> 4) as u8)（self != Piece::NONE のとき）
成駒への変換（promote）：成れる駒に対して Piece(self.0 | 8)

持ち駒のビットパッキング（`Hand` / `HandPiece`）

持ち駒の駒種インデックスには、0..=6 の連続値を持つ HandPiece（PAWN = 0、LANCE = 1、KNIGHT = 2、SILVER = 3、BISHOP = 4、ROOK = 5、GOLD = 6、COUNT = 7）を用いる。片方の陣営が持つ全 7 種の持ち駒枚数は、32 ビット符号なし整数を包む Hand(u32) 1 個にすべてパックされる。

`Hand(u32)` のビットレイアウト

各駒種の枚数フィールドの間には、減算時の桁借り（ボロー）を受け止めるための ボロービット（Borrow Bit） が 1 ビットずつ配置されている（歩と香の間のみビット 6〜7 の 2 ビットが未使用のパディングとなっている）。

Bit:  31  30..28  27  26  25..24  23  22  21..20  19  18..16  15  14..12  11  10..8  7..6   5   4..0
     +---+-------+---+---+-------+---+---+-------+---+-------+---+-------+---+------+-----+---+------+
     | B | Gold  | 0 | B | Rook  | 0 | B |Bishop | B |Silver | B |Knight | B |Lance | 0 0 | B | Pawn |
     +---+-------+---+---+-------+---+---+-------+---+-------+---+-------+---+------+-----+---+------+
      (1)  (3b)       (1)  (2b)       (1)  (2b)   (1)  (3b)   (1)  (3b)   (1)  (3b)        (1)  (5b)

全 7 駒種の正確なビット範囲、シフト量、マスク値、およびボロービットの位置は以下の通りである。

駒種（`HandPiece`）	枚数ビット範囲	ビット幅	シフト量（`SHIFT`）	値マスク	最大表現値	将棋の上限枚数	ボロービット位置	ボローマスク（`1 << bit`）
歩（`PAWN = 0`）	`0..=4`	5 bits	`0`	`0x1f`	31	18	Bit 5	`1 << 5`（`0x0000_0020`）
香（`LANCE = 1`）	`8..=10`	3 bits	`8`	`0x07`	7	4	Bit 11	`1 << 11`（`0x0000_0800`）
桂（`KNIGHT = 2`）	`12..=14`	3 bits	`12`	`0x07`	7	4	Bit 15	`1 << 15`（`0x0000_8000`）
銀（`SILVER = 3`）	`16..=18`	3 bits	`16`	`0x07`	7	4	Bit 19	`1 << 19`（`0x0008_0000`）
角（`BISHOP = 4`）	`20..=21`	2 bits	`20`	`0x03`	3	2	Bit 22	`1 << 22`（`0x0040_0000`）
飛（`ROOK = 5`）	`24..=25`	2 bits	`24`	`0x03`	3	2	Bit 26	`1 << 26`（`0x0400_0000`）
金（`GOLD = 6`）	`28..=30`	3 bits	`28`	`0x07`	7	4	Bit 31	`1 << 31`（`0x8000_0000`）

これらを束ねるマスク定数として、枚数ビット全体の HAND_BIT_MASK とボロービット全体の HAND_BORROW_MASK が定義されている。

#![allow(unused)]
fn main() {
const HAND_BIT_MASK: u32 = 0x1f
    | (0x7 << 8)
    | (0x7 << 12)
    | (0x7 << 16)
    | (0x3 << 20)
    | (0x3 << 24)
    | (0x7 << 28);

const HAND_BORROW_MASK: u32 = (1 << 5)
    | (1 << 11)
    | (1 << 15)
    | (1 << 19)
    | (1 << 22)
    | (1 << 26)
    | (1 << 31);
}

基本操作と Zobrist テーブルへの対応

各駒種の 1 枚分に相当する重み HAND_INCREMENT[hp] = 1 << SHIFT[hp] を用いることで、持ち駒の増減は通常の 32 ビット加減算だけで完了する。

1 枚追加（add_one）：Hand(self.0 + (1 << shift))
1 枚削除（remove_one）：Hand(self.0 - (1 << shift))
枚数取得（count）：(self.0 >> shift) & mask
所持判定（has）：(self.0 & (mask << shift)) != 0
オーバーフロー検査（has_overflow）：(self.0 & HAND_BORROW_MASK) != 0

さらに、各駒種に割り当てられたビット幅（最大表現値 + 1：歩 32、香/桂/銀/金各 8、角/飛各 4）の合計は 32 + 8 + 8 + 8 + 4 + 4 + 8 = 72 となる。この構造は Zobrist ハッシュの持ち駒テーブル（HAND_SLOT_COUNT = 72）のフラット配列レイアウトと 1 対 1 で対応しており、count で取り出した枚数をそのままベースオフセットに加算するだけでハッシュキーを引くことができる。

ボロービットを用いた一括優劣比較（SWAR 比較）

探索中の千日手判定では、同一盤面で手番側の持ち駒が過去局面より優越しているか（優等局面：RepetitionState::Superior）あるいは劣後しているか（劣等局面：RepetitionState::Inferior）を判定する必要がある。すなわち「全 7 種の持ち駒すべてについて self.count(hp) >= other.count(hp) が成り立つか」を検査しなければならない。

Hand ではボロービットを活用する SWAR（SIMD Within A Register）技法により、7 回のループや分岐を一切行わず、以下の数命令で全 7 駒種の一括比較を実現している。

#![allow(unused)]
fn main() {
let diff = (self.0 | HAND_BORROW_MASK).wrapping_sub(other.0);
let is_superior_or_equal = (diff & HAND_BORROW_MASK) == HAND_BORROW_MASK;
}

self.0 のすべてのボロービットをあらかじめ 1 にセット（self.0 | HAND_BORROW_MASK）してから other.0 を減算する。
もしある駒種で self の枚数が other より少なければ、その駒種のフィールドの上位にあるボロービットから桁借りが発生し、ボロービットが 1 から 0 に反転する。ボロービットが壁となるため、さらに上位の駒種フィールドへ桁借りが伝播することはない。
したがって、減算結果 diff のすべてのボロービットが 1 のまま残っていれば（diff & HAND_BORROW_MASK == HAND_BORROW_MASK）、全 7 駒種すべてにおいて self >= other であることが 1 回のマスク比較で証明される。なお、crates/rsshogi/src/types/hand.rs の実装では、これと数学的に同値で命令数のさらに少ない ((self.0 - other.0) & HAND_BORROW_MASK) == 0（正常な Hand ではボロービットが 0 であるため、いずれかの駒種で負になると対応するボロービットまたはその上位にボローが立つ性質を利用）によって判定を行っている。

Keyboard shortcuts

rsshogi マニュアル

駒と持ち駒（PieceType / Piece / Hand）

駒種（PieceType）

先後付きの駒（Piece）