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(); } }