24点游戏的算法

michelecindy

package ceshi;/** 给定4个数字计算24 */public class Core { private double expressionResult = 24; // private int maxLine=10; private boolean error = true; private double numbers[] = new double[4]; public Object resultReturn; /**  * 该对象拥有3个私有变量 expressionResult,所需结果 maxLine,输出结果每页行数 error,是否出错  * numbers[4],记录用来运算的4个数  *   * 其次,该对象拥有以下方法供外部调用 setNumbers(double[] <运算的数>) 输入用来运算的数,4个时才能计算,无返回  * setMaxLine(int <行数>) 输入每页的行数,无返回 getMaxLine() 返回每页的行数,类型为int  * setExpressionResult(double <所需结果>) 输入所需结果,无返回 getExpressionResult()  * 返回所需结果,类型为double getExpression() 返回可得出所需结果的表达式,类型为字符串数组  *   * 最后,私有方法均为计算与表达式转换部分  */ // 测试使用 public static void main(String[] args) {  Core s = new Core();  s.setNumbers(new int[] { 3, 4, 8, 6 });  String[] output = s.getExpression();  for (int i = 0; i < output.length; i++) {   System.out.println(output[i]);  } } /** 设定被计算的四个数，由于是数组，所以具有容错功能(不为4个数) */ public void setNumbers(double[] n) {  if (n.length == 4) {   error = false;   numbers = n;  } else   error = true; } public void setNumbers(int[] n) {  if (n.length == 4) {   error = false;   for (int i = 0; i < 4; i++) {    numbers[i] = n[i];   }  } else   error = true; } /** 设定每页显示的行数 */ // public void setMaxLine(int n) { // if (n>0) { // maxLine=n; // } // } // /** 返回每页显示的行数 */ // public int getMaxLine() { // return maxLine; // } /** 设定需要得到的结果 */ public void setExpressionResult(double n) {  expressionResult = n; } /** 返回所需结果 */ public double expressionResult() {  return expressionResult; } /** 返回符合条件的表达式 */ public String[] getExpression() {  if (!error) {   String[] expression = calculate(numbers);   return expression;  } else   return new String[] { "出错了,输入有误" }; } /** cal24()，输出结果为24的表达式 */ private String[] calculate(double[] n) {  if (n.length != 4)   return new String[] { "Error" };  double[] n1 = new double[3];  double[] n2 = new double[2];  String[] resultString = new String[1024]; // 最多1000组解,暂时未溢出  int count = 0;  boolean isRepeat = false;  for (int t1 = 0; t1 < 6; t1++) {   for (int c1 = 0; c1 < 6; c1++) {    for (int t2 = 0; t2 < 3; t2++) {     for (int c2 = 0; c2 < 6; c2++) {      for (int c3 = 0; c3 < 6; c3++) {       if ((c1 / 3 == c2 / 3 && (c1 % 3) * (c2 % 3) != 0)         || (c2 / 3 == c3 / 3 && (c2 % 3) * (c3 % 3) != 0)         || (c1 / 3 == c3 / 3           && (c1 % 3) * (c3 % 3) != 0 && t2 == 2)) {        // 去除连减连除的解,因为x/(y/z)=x*z/y        continue;       }       n1 = cal1(n, t1, c1);       n2 = cal2(n1, t2, c2);       double result = cal(n2[0], n2[1], c3);       if ((result - expressionResult) < 0.00000001         && (expressionResult - result) < 0.00000001) {        resultString[count] = calString(n, t1, c1, t2,          c2, c3)          + "=" + (int) expressionResult;        for (int i = 0; i < count; i++) {         isRepeat = false;         if (resultString[i]           .equals(resultString[count])) { // 去除完全重复的解          isRepeat = true;          break; // 提前退出循环         }        }        if (c1 == c2 && c2 == c3 && c1 % 3 == 0          && t1 + t2 != 0) { // 连加连乘         isRepeat = true;        }        if (!isRepeat) {         count++;        }       }      }     }    }   }  }  if (count == 0)   return new String[] { "该组数无解" };  String[] resultReturn = new String[count];  System.arraycopy(resultString, 0, resultReturn, 0, count);  return resultReturn; } /** cal1()，将4个数计算一次后返回3个数 */ private double[] cal1(double[] n, int t, int c) { // t为原来的t1，c为原来的c1  double[] m = new double[3];  switch (t) {  case 0:   m[1] = n[2];   m[2] = n[3];   m[0] = cal(n[0], n[1], c);   break;  case 1:   m[1] = n[1];   m[2] = n[3];   m[0] = cal(n[0], n[2], c);   break;  case 2:   m[1] = n[1];   m[2] = n[2];   m[0] = cal(n[0], n[3], c);   break;  case 3:   m[1] = n[0];   m[2] = n[3];   m[0] = cal(n[1], n[2], c);   break;  case 4:   m[1] = n[0];   m[2] = n[2];   m[0] = cal(n[1], n[3], c);   break;  default:   m[1] = n[0];   m[2] = n[1];   m[0] = cal(n[2], n[3], c);  }  return m; } /** cal2()，将3个数计算一次后返回2个数 */ private double[] cal2(double[] n, int t, int c) { // t为原来的t2，c为原来的c2  double[] m = new double[2];  switch (t) {  case 0:   m[1] = n[2];   m[0] = cal(n[0], n[1], c);   break;  case 1:   m[1] = n[1];   m[0] = cal(n[0], n[2], c);   break;  default:   m[1] = n[0];   m[0] = cal(n[1], n[2], c);  }  return m; } /** cal()，将2个数计算后返回结果 */ private double cal(double n1, double n2, int c) { // n1,n2为运算数，c为运算类型  switch (c) {  case 0:   return n1 + n2;  case 1:   return n1 - n2;  case 2:   return n2 - n1;  case 3:   return n1 * n2;  case 4:   if (n2 == 0)    return 9999; // 使计算结果必不为24   else    return n1 / n2;  default:   if (n1 == 0)    return 9999; // 同上   else    return n2 / n1;  } } /** calString()，输出表达式 */ private String calString(double[] n, int t1, int c1, int t2, int c2, int c3) {  String[] nString = new String[4];  switch (t1) {  case 0:   nString[0] = calString2("" + (int) n[0], "" + (int) n[1], c1);   nString[1] = "" + (int) n[2];   nString[2] = "" + (int) n[3];   break;  case 1:   nString[0] = calString2("" + (int) n[0], "" + (int) n[2], c1);   nString[1] = "" + (int) n[1];   nString[2] = "" + (int) n[3];   break;  case 2:   nString[0] = calString2("" + (int) n[0], "" + (int) n[3], c1);   nString[1] = "" + (int) n[1];   nString[2] = "" + (int) n[2];   break;  case 3:   nString[0] = calString2("" + (int) n[1], "" + (int) n[2], c1);   nString[1] = "" + (int) n[0];   nString[2] = "" + (int) n[3];   break;  case 4:   nString[0] = calString2("" + (int) n[1], "" + (int) n[3], c1);   nString[1] = "" + (int) n[0];   nString[2] = "" + (int) n[2];   break;  default:   nString[0] = calString2("" + (int) n[2], "" + (int) n[3], c1);   nString[1] = "" + (int) n[0];   nString[2] = "" + (int) n[1];  }  if ((c2 / 3 > c1 / 3 && (t2 != 2 || c2 / 3 == c3 / 3))    || ((c3 / 3 > c1 / 3 + c2 / 3) && t2 == 2)    || (c3 == 1 && c1 / 3 == 0)) // 特定情况下加上一个括号*****************************   nString[0] = '(' + nString[0] + ')';  switch (t2) {  case 0:   nString[0] = calString2(nString[0], "" + nString[1], c2);   nString[1] = nString[2];   break;  case 1:   nString[0] = calString2(nString[0], nString[2], c2);   break;  default:   nString[3] = nString[0];   nString[0] = calString2(nString[1], nString[2], c2);   nString[1] = nString[3];  }  if (c3 / 3 > c2 / 3 || (c3 == 2 && nString[0].indexOf('+') >= 0)) // 特定情况下加上一个括号*****************************   nString[0] = '(' + nString[0] + ')';  return calString2(nString[0], nString[1], c3); } /** calString()，根据符号输出一部运算表达式 */ private String calString2(String n1, String n2, int c) {  switch (c) {  case 0:   return n1 + '+' + n2;  case 1:   return n1 + '-' + n2;  case 2:   return n2 + '-' + n1;  case 3:   return n1 + '*' + n2;  case 4:   return n1 + '/' + n2;  default:   return n2 + '/' + n1;  } }}