24点破解的Java实现

要想计算24点游戏的结果,则必须要采用基于搜索的算法(即穷举法)对每种情况进行遍历,我们怎么样才能遍历所有的情况呢?其实我们只要总结一下,还是有规律可以找的。

输入a、b、c、d,组成a Op1 bOp2 c Op3 d的表达式,其中先算哪个子表达式未知,一共有5种计算方式,如下图所示:

此时如果要实现该程序,需要存储5棵树,为了能够使得存储量达到最小,通过分析,其实总的来说,只需要存储2棵树即可,即:

其他树都是冗余的,因为我们可以通过a、b、c、d的交换,比如((a+(b*c))+d)可以变为(((b*c)+a)+d);

对于每棵树来说,abcd的可能性为4*3*2*1=24;op1op2 op3的可能性为4*4*4=64,因此总个数为1536,而两棵树的总个数为3072。因此只需要穷举这些方法,就可以知道结果。

TfUtils类为实现穷举24点所有可能情况的类,calculate函数用于计算,参数a、b、c、d分别为给定的4个数,而TfUtils类中的expr属性为求解的表达式。

二、代码实现

CalculatorUtils.Java

package org.xiazdong;      import java.util.Stack;      public class CalculatorUtils {          /**       * 计算后缀表达式       */       public static String calculateReversePolish(String str) {              String[] splitStr = str.split(" ");           Stack<String> s = new Stack<String>();           for (int i = 0; i < splitStr.length; i++) {               String ch = splitStr[i];               if (ch.matches("\\d+.\\d+")||ch.matches("\\d+")) {                   s.push(ch);               } else {                   if (s.size() >= 2) {                       String c1 = s.pop();                       String c2 = s.pop();                       if (ch.equals("+")) {                           if(c1.contains(".")||c2.contains(".")){                               s.push(String.valueOf((Double.parseDouble(c2 + "") + Double                                   .parseDouble(c1 + ""))));                           }                           else{                               s.push(String.valueOf((Integer.parseInt(c2 + "") + Integer                                       .parseInt(c1 + ""))));                           }                                                  } else if ("-".equals(ch)) {                           if(c1.contains(".")||c2.contains(".")){                           s.push(String.valueOf((Double.parseDouble(c2 + "") - Double                                   .parseDouble(c1 + ""))));                           }                           else{                               s.push(String.valueOf((Integer.parseInt(c2 + "") - Integer                                       .parseInt(c1 + ""))));                           }                       } else if ("*".equals(ch)) {                           if(c1.contains(".")||c2.contains(".")){                           s.push(String.valueOf((Double.parseDouble(c2 + "") * Double                                   .parseDouble(c1 + ""))));                           }                           else{                               s.push(String.valueOf((Integer.parseInt(c2 + "") * Integer                                       .parseInt(c1 + ""))));                           }                       } else if ("/".equals(ch)) {                           s.push(String.valueOf((Double.parseDouble(c2 + "") / Double                                   .parseDouble(c1 + ""))));                       }                      } else {                       System.out.println("式子有问题!");                       return null;                   }               }           }           return s.pop();       }   }  

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