24点游戏介绍:给出4个1-9之间的整数(ms我当年玩的时候是用扑克牌),其中每个数字必须且只用一次;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(我的老家又叫“加减乘除24”,一语中的)。
记得还是在大学毕业前找工作的时候,面过一家电子商务领域非常有名的公司,其中笔试的一题就是计算24点。当时要求用c语言写出来,虽然笔者思路清晰(玩的很熟嘛^_^),可是c不过关,上机没有通过,想起来现在依然痛心。
现在想想,当年的实现太“中规中矩”了:先用递归构造表达式,接着switch case解析表达式并计算。可是在计算表达式的地方出现问题,印象中switch case了很多次,囧。
工作快两年了,也算积累了一些肤浅的经验。利用现有语言工具的函数或方法,我们计算起来相对而言轻松多了,而且功能更强大。下面就来实现一个通用的24点算法:不限数字大小必须是1-9(为了防止除数为0的情况,0可以特殊考虑,不作为输入参数),不限最终结果(大于小于等于24皆可)。
实现思路:
a、构造表达式(所有输入的数字都用到,且只能用到一次。这个用递归人人皆可以)
b、
利用c#的DataTable的Compute方法和javascript的eval函数,计算第一步构造出的表达式运算结果
下面将自己的实现贴出来(可是依然不会c实现^_^)。
1、c#代码:
Code
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Reflection;
using System.Text.RegularExpressions;
namespace MyCsStudy
{
/// <summary>
/// 24点算法
/// </summary>
class TwentyFour
{
public static List<string> listOps = new List<string>(); //存加减乘除运算符
static TwentyFour()
{
listOps.Add("+");
listOps.Add("-");
listOps.Add("*");
listOps.Add("/");
}
public static bool Computing(string[] numArr, int numLen, int targetNum)
{
bool flag = false;
for (int i = 0; i < numLen; i++)
{
for (int j = i + 1; j < numLen; j++)
{
string[] strij = new string[] { numArr[i], numArr[j] };
numArr[j] = numArr[numLen - 1];
for (int k = 0; k < listOps.Count; k++)
{
numArr[i] = "(" + strij[0] + listOps[k] + strij[1] + ")";
if (Computing(numArr, numLen - 1, targetNum))
{
flag = true;
return flag;
}
}
numArr[i] = strij[0];
numArr[j] = strij[1];
}
}
System.Data.DataTable dt = new System.Data.DataTable();
string expression = numArr[0];
/*
* 利用datatable的compute方法计算字符串表达式(不知c有没有类似方法)
* 如果不用datatable的compute方法,不知还有没有其他c#函数?
* 期待高手给出更直观的解答
*/
object objNum = dt.Compute(expression, "");
int result;
int.TryParse(objNum.ToString(), out result);
//如果运算结果是预期的数字,而且数组中的数字全部在运算范畴内
if (result == targetNum && numLen == 1)
flag = true;
return flag;
}
public static string GetExpression(string[] numArr, int targetNum)
{
string result = "没有匹配的表达式使之等于" + targetNum.ToString();
if (Computing(numArr, numArr.Length, targetNum))
{
result = numArr[0].Substring(1, numArr[0].Length - 2) + "=" + targetNum.ToString();
}
return result;
}
}
class Program
{
static void Main(string[] args)
{
string[] numArr = { "2", "4", "8", "16" }; //正常都是4个数字,本程序不限制个数
string result = TwentyFour.GetExpression(numArr, 24); // 预期的目标计算结果可以不是24
Console.WriteLine(result);
}
}
}
2、javascript代码:
Code
//twentyfour.js
var opArr =new Array("+", "-", "*","/"); //运算符数组
/*
参数说明:
1、numArr:输入的四个数字
2、numLen:输入的数字个数
3、targetNum:输入四个数字后要计算出的结果(24,etc)
*/
function computeNum(numArr, numLen, targetNum) {
for (var i = 0; i < numLen; i++) {
for (var j = i + 1; j < numLen; j++) {
var numij = [numArr[i], numArr[j]];
numArr[j] = numArr[numLen - 1];
for (var k = 0; k < opArr.length; k++) {
numArr[i] = '(' + numij[k % 2] + opArr[k] + numij[(!(k % 2) * 1)] + ')'; //构建算术表达式,然后利用eval函数计算结果
if (computeNum(numArr, numLen - 1, targetNum)) {
return true;
}
}
numArr[i] = numij[0];
numArr[j] = numij[1];
}
}
var tmpStr=numArr[0];
return (numLen == 1) && (eval( numArr[0]) == targetNum); //通过js的eval函数直接算出预期结果targetNum
}
//获取最终的计算表达式
function getExpression(numArr,targetNum) {
if (computeNum(numArr, numArr.length, targetNum)) {
var str = numArr[0].substring(1, numArr[0].length - 1);
return numArr[0].substring(1, numArr[0].length - 1)+"="+String(targetNum);
} else {
return "没有匹配的表达式使之等于" + targetNum;
}
}
//单击按钮,显示结果
function showExpression() {
var txtNumberArr=document.getElementsByName("txtNumber");
var txtTargetNum=document.getElementById("txtTargetNumber").value;
var txtResult=document.getElementById("txtExpression");
var numsArr=new Array();
for(var i=0;i<txtNumberArr.length;i++){
numsArr.push(txtNumberArr[i].value);
}
txtResult.value=getExpression(numsArr,txtTargetNum);
} 测试的网页一并贴出来:
Code
<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd">
<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml" >
<head >
<title>runcode</title>
<script src="js/twentyfour.js" type="text/javascript"></script>
</head>
<body >
<form id="form1">
<div>
数字1: <input type="text" name="txtNumber" value="2" /> 数字2: <input type="text" name="txtNumber" value="4"/><br/>
数字3: <input type="text" name="txtNumber" value="8"/> 数字4: <input type="text" name="txtNumber" value="16"/><br/>
期望计算结果: <input type="text" value="24" id="txtTargetNumber"/><br/><br/>
<input type="button" value="算术表达式" onclick="showExpression()" /><br/><br/>
<input type="text" id="txtExpression" style="width:350px;" />
</div>
</form>
</body>
</html>
ps:本人对js函数不熟悉,不知道还有没有更直接的函数。
我个人认为上述两种实现都挺直观的。步骤二里实现计算的算法其实都转移给了语言工具(c#和js),不知道c可不可以。
好了,欢迎其他语言的高手贴出更优秀简洁的代码(尤其是c),共同交流学习,先洗洗睡了。