The Exercise

You are required to write a program that simulates and manages chess games.  Your program should load chess game states from Forsyth–Edwards Notation (FEN) strings. Your program should accept moves in the format (source  square,  destination  square), where a square is referred to using a letter in the range A-H and a number in the range 1-8.  It should validate each move and keep track of the state of the game, detecting when the game is over and producing appropriate output to the user.

Write appropriate class definitions in C++ which correctly interface with the main pro- gram given in the file ChessMain.cpp. This main program contains code which tries to give various kinds of erroneous input and an example chess game, which your solution should handle as indicated below in the sample output.  Your submission must include a makefile that compiles your program and creates an executable file with the name chess.

Chess Rules

The chess board is initially set up as per the following diagram:

Each row (numbered 1-8) is called a rank, and each column (labelled A to H) is called a file.   White  moves first,  and thereafter players take it in turns to make moves.   Pieces are moved to either an unoccupied square or one occupied by an opponent’s piece, which iscaptured and removed from play. Each piece moves according to the following rules:

固 The king moves one square in any direction.

   The rook (or castle) can move any number of squares along any rank or file, but may not leap over other pieces.

里 The bishop can move any number of squares diagonally, but may not leap over other pieces.

   The queen combines the power of the rook and bishop and can move any number of squares along rank, file, or diagonal, but it may not leap over other pieces.

   The knight moves to any of the closest squares that are not on the same rank, file, or diagonal, thus the move forms an ‘L’-shape: two squares vertically and one square horizontally, or two squares horizontally and one square vertically.  The knight is the only piece that can leap over other pieces.  The pawn may move forward to the unoccupied square immediately in front of it on the same file; or on its first move it may advance two squares along the same file provided both squares are unoccupied; or it may move to a square occupied by an opponent’s piece which is diagonally in front of it on an adjacent file, capturing that piece.

When the king is under immediate attack by one or more of the opponent’s pieces, it is said to be in  check.  A response to a check is a legal move if it results in a position where the king is no longer under direct attack (i.e., not in check). This can involve capturing the checking piece; interposing a piece between the checking piece and the king (which is possible only if the attacking piece is not a knight and there is a square between it and the king); or moving the king to a square where it is not under attack. It is illegal for a player to make a move that would put or leave his own king in check.

The object of the game is to checkmate the opponent; this occurs when the opponent’s king is in check, and there is no legal way to remove it from attack.  When checkmate occurs, the game is over and the player whose king is checkmated loses. The game may also end in a stalemate: this is where the player whose turn it is to move is not in check but has no legal move that they can make.

N.B. While you are not required to implement any of the chess rules of  castling,  en passant, or pawn promotion, a correct and elegant implementation of castling will gain you a few bonus points.

Forsyth–Edwards Notation3

A FEN record completely specifies the state of a chess game, in one line of text and using only the ASCII character set.

A full FEN record contains six fields, each separated by a space.  For this exercise we shall only require the first three fields, but you may include as many of the others as you wish.

The fields are as follows:

1.  Piece placement data: Each rank is described, starting with rank 8 and ending with rank 1, with a  ‘/’  between each one; within each rank, the contents of the squares are described in order from the a-file to the h-file.  Each piece is identified by a single letter taken from the standard English names in algebraic notation (pawn =  ‘P’, knight =  ‘N’, bishop =  ‘B’, rook =  ‘R’, queen =  ‘Q’, and king =  ‘K’). White pieces are designated using uppercase letters ("PNBRQK"), while black pieces use lowercase letters ("pnbrqk"). A set of one or more consecutive empty squares within a rank is denoted by a digit from ”1” to ”8”, corresponding to the number of squares.

2.  Active color:  ‘w’ means that White is to move, and  ‘b’ means that Black is to move.

3.  Castling  availability:   If neither  side has the ability to castle,  this field uses the character  ‘-’ .   Otherwise,  this field contains one or more letters:   ‘K’ if White can castle kingside, ‘Q’ if White can castle queenside, ‘k’ if Black can castle kingside, and ‘q’ if Black can castle queenside.  A situation that temporarily prevents castling does not prevent the use of this notation.

For example, here is the FEN for the starting position, containing only the first three fields:

rnbqkbnr/pppppppp/8/8/8/8/PPPPPPPP/RNBQKBNR  w  KQkq

For the purposes of this exercise, you may assume that any FEN string you will be provided with will be a valid example of the first three fields, and will contain at minimum exactly one white king and one black king.

N.B. You are not required to implement the logic for the third field (castling availability) in order to achieve full marks. It is included simply to allow for those attempting to acquire some bonus marks for a castling implementation.

Example of a Chess Game

The specific game which is simulated in the main function found in ChessMain.cpp is a short game played between Alexander Alekhine, and his opponent Milorad Vasic Miles in 1931. In algebraic chess notation, the game played out as follows:

1. e4 e6

2.  d4 d5

3.  Nc3 Bb4

4.  Bd3 Bxc3+

5.  bxc3 h6

6.  Ba3 Nd7

7.  Qe2 dxe4

8.  Bxe4 Ngf6

9.  Bd3 b6

10.  Qxe6+ fxe6

11.  Bg6#

The Output

========================

Testing  the  Chess  Engine

========================

A  new  board  state  is  loaded!

It  is  not  Black’s  turn  to move!

There  is  no  piece  at  position  D4!

White’s  Pawn  moves  from  D2  to  D4

Black’s  Bishop  cannot move  to  B4!

=========================

Alekhine  vs .  Vasic  (1931)

=========================

A  new  board  state  is  loaded!

White’s  Pawn moves  from  E2  to  E4

Black’s  Pawn moves  from  E7  to  E6

White’s  Pawn  moves  from  D2  to  D4

Black’s  Pawn moves  from  D7  to  D5

White’s  Knight moves  from  B1  to  C3

Black’s  Bishop moves  from  F8  to  B4

White’s  Bishop moves  from  F1  to  D3

Black’s  Bishop moves  from  B4  to  C3  taking  White’s  Knight

White  is  in  check

White’s  Pawn moves  from  B2  to  C3  taking  Black’s  Bishop

Black’s  Pawn moves  from  H7  to  H6

White’s  Bishop moves  from  C1  to  A3

Black’s  Knight moves  from  B8  to  D7

White’s  Queen  moves  from  D1  to  E2

Black’s  Pawn moves  from  D5  to  E4  taking  White’s  Pawn

White’s  Bishop moves  from  D3  to  E4  taking  Black’s  Pawn

Black’s  Knight moves  from  G8  to  F6

White’s  Bishop moves  from  E4  to  D3

Black’s  Pawn moves  from  B7  to  B6

White’s  Queen moves  from  E2  to  E6  taking  Black’s  Pawn

Black  is  in  check