经典24点算法大全

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经典24点算法大全

2024-05-24 15:38| 来源: 网络整理| 查看: 265

1、概述

  给定4个整数,其中每个数字只能使用一次;任意使用 + - * / ( ) ,构造出一个表达式,使得最终结果为24,这就是常见的算24点的游戏。这方面的程序很多,一般都是穷举求解。本文介绍一种典型的算24点的程序算法,并给出两个具体的算24点的程序:一个是面向过程的C实现,一个是面向对象的java实现。

  2、基本原理

  基本原理是穷举4个整数所有可能的表达式,然后对表达式求值。

  表达式的定义: expression = (expression|number) operator (expression|number)

  因为能使用的4种运算符 + - * / 都是2元运算符,所以本文中只考虑2元运算符。2元运算符接收两个参数,输出计算结果,输出的结果参与后续的计算。

  由上所述,构造所有可能的表达式的算法如下:

  (1) 将4个整数放入数组中

  (2) 在数组中取两个数字的排列,共有 P(4,2) 种排列。对每一个排列,

  (2.1) 对 + - * / 每一个运算符,

  (2.1.1) 根据此排列的两个数字和运算符,计算结果

  (2.1.2) 改表数组:将此排列的两个数字从数组中去除掉,将 2.1.1 计算的结果放入数组中

  (2.1.3) 对新的数组,重复步骤 2

  (2.1.4) 恢复数组:将此排列的两个数字加入数组中,将 2.1.1 计算的结果从数组中去除掉

  可见这是一个递归过程。步骤 2 就是递归函数。当数组中只剩下一个数字的时候,这就是表达式的最终结果,此时递归结束。

  在程序中,一定要注意递归的现场保护和恢复,也就是递归调用之前与之后,现场状态应该保持一致。在上述算法中,递归现场就是指数组,2.1.2 改变数组以进行下一层递归调用,2.1.3 则恢复数组,以确保当前递归调用获得下一个正确的排列。

  括号 () 的作用只是改变运算符的优先级,也就是运算符的计算顺序。所以在以上算法中,无需考虑括号。括号只是在输出时需加以考虑。

  3、面向过程的C实现

  这是 csdn 算法论坛前版主海星的代码,程序非常简练、精致:

#include  #include  #include  using namespace std; const double PRECISION = 1E-6; const int COUNT_OF_NUMBER  = 4; const int NUMBER_TO_BE_CAL = 24; double number[COUNT_OF_NUMBER]; string expression[COUNT_OF_NUMBER]; bool Search(int n) {     if (n == 1) {         if ( fabs(number[0] - NUMBER_TO_BE_CAL) 



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