周末闲来无事,看到隔壁家的老王在和隔壁家的媳妇玩24点,就进屋看了看。发现老王是真不行啊,那不行,这也不行。
就连个24点都玩不过他媳妇,给他媳妇气的,啥都不能满足,这不能,那也不能。
我坐下来和他媳妇玩了两把,那都是无出其右,把把赢!
我要走的时候,他媳妇还挽留我多玩几把,有意思。
为了能让老王在他媳妇面前抬起头来,我决定帮他一把……就用python写了个算24点的玩意,老王对我感激涕零。
什么是24点我们先来约定下老王和他媳妇玩的24点规则:给定4个任意数字(0-9),然后通过+,-,*,/,将这4个数字计算出24。
小时候玩的都是这个规则,长大了才有根号,才有各种莫名其妙的高级算法,不好玩了,因为我不会。
可能有人会觉得很简单,但是真的简单吗?
比如:
8,3,3,3
7,3,3,3
你能一眼看出来答案吗?好像真的可以……
大致思路这样想,将四个数字进行全排列,在他们之间添加运算符号。
运算符我们需要进行排列组合,因为只有四个数字,所以只需要三个运算符,而且算法符可能会重复,比如三个都是+。
再遍历四个数字的全排列,对每一组数字而言,遍历所有组合的操作符。最后将数字和操作符进行拼接运算,就可以得到最终结果了。
演示环境操作系统:windows10
python版本:python 3.7
代码编辑器:pycharm 2018.2
使用模块:math,itertools, collections.abc
具体代码1、首先我们对所有数字进行去全排列,这里我们使用 itertools.permutations 来帮助我们完成。
iertools.permutations 用法演示
from itertools import permutations data_list = permutations([1,2,3,4],2) for data in data_list: print(data)结果显示
(1, 2) (1, 3) (1, 4) (2, 1) (2, 3) (2, 4) (3, 1) (3, 2) (3, 4) (4, 1) (4, 2) (4, 3)permutations 第一个参数是接收一个课迭代的对象,第二个参数指定每次排列时从课迭代对象中选着几个字符进行排列。也可以不传入第二个参数,那么默认就是可迭代对象的长度。并且返回一个生成器。
所以我们需要对所有数字进行全排列,就可以像下面这样写:
def get_all_data_sequence(data_iter): return permutations(data_iter)2、然后我们需要拿到所有的操作运算符的所有组合方式。这里我们就会使用 itertools.product 函数了。
itertools.product 用法演示
from itertools import product sequence1 = product('ABCD','xy') sequence2 = product([0,1],repeat=3) for sequence in sequence1: print(sequence) print('-'*30) for sequence in sequence2: print(sequence)结果显示
('A','x') ('A','y') ('B','x') ('B','y') ('C','x') ('C','y') ('D','x') ('D','y') ------------------------------ (0, 0, 0) (0, 0, 1) (0, 1, 0) (0, 1, 1) (1, 0, 0) (1, 0, 1) (1, 1, 0) (1, 1, 1)itertools.product,返回传入所有序列中笛卡尔积的元祖,repeat参数表示传入序列的重复次数。返回的是一个生成器。
那么获取所有的操作运算符就可以通过这个函数来获取了
def get_all_operations_sequence(): operations = ['+','-','*','http://www.likecs.com/'] return product(operations,repeat=3)3、现在我们已经拿到了所有可能组合的操作符和数字了,接下来就需要对他们进行拼接了。然后执行运算。
这一步操作我们会用到 itertools.zip_longest() 和 itertools.chain.form_iterable() 函数。
itertools.zip_longest() 用法演示
data = zip_longest([1,2,3,4],['*','-','+'],fillvalue='') for value in data: print(value)结果显示
(1, '*') (2, '-') (3, '+') (4, '')zip_longest() 其实和 python 内置的 zip() 函数用法差不多,只是 zip_longest 是以最长的一个序列为基准,缺失值就使用 fillvalue 参数的值进行填充
itertools.chain.form_iterable() 用法演示
data = zip_longest([1,2,3,4],['*','-','+'],fillvalue='') data_chain = chain.from_iterable(data) for value in data_chain: print(value)结果显示
1 * 2 - 3 + 4这里的data是什么样的大家知道了吧,然后我们将data传入 chain.form_iterable() 中,它就能将里面的值依次拿出来。
了解了这两个函数之后,那么我们就可以开始拼接数字和操作运算符了。
def calculate(self): ''' 计算值,返回对应的表达式和值 :return: ''' for data_sequence in get_all_data_sequence(): operation_sequences = get_all_operation_sequence() for operation_sequence in operation_sequences: value = zip_longest(data_sequence, operation_sequence, fillvalue='') value_chain = chain.from_iterable(value) calculate_str = '' # 对得到的字符进行拼接成为表达式 calculate_str for _ in value_chain: calculate_str += _ try: result = eval(calculate_str # 处理被除数可能为零的情况,然后就直接跳过这次循环 except ZeroDivisionError: continue if math.isclose(result, 24): return calculate_str,result return None,None 代码分析1、eval() 函数,接受一个字符串,能让这个字符串当成 python 代码运行,返回运行的结果。