算24点程序:面向过程与面向对象的C++

2011-11-16
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导读:1、概述 给定4个整数,其中每个数字只能使用一次;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。这方面的 程序 很

1、概述

给定4个整数,其中每个数字只能使用一次;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。这方面的很多,一般都是穷举求解。本文介绍一种典型的算24点的程序算法,并给出两个具体的算24点的程序:一个是面向过程的C实现,一个是面向对象的java实现。

2、基本原理

基本原理是穷举4个整数所有可能的表达式,然后对表达式求值。

表达式的定义: expression = (expression|number) operator (expression|number)

因为能使用的4种运算符 + - * / 都是2元运算符,所以本文中只考虑2元运算符。2元运算符接收两个参数,输出计算结果,输出的结果参与后续的计算。

由上所述,构造所有可能的表达式的算法如下:

(1) 将4个整数放入数组中

(2) 在数组中取两个数字的排列,共有 P(4,2) 种排列。对每一个排列,

(2.1) 对 + - * / 每一个运算符,

(2.1.1) 根据此排列的两个数字和运算符,计算结果

(2.1.2) 改表数组:将此排列的两个数字从数组中去除掉,将 2.1.1 计算的结果放入数组中

(2.1.3) 对新的数组,重复步骤 2

(2.1.4) 恢复数组:将此排列的两个数字加入数组中,将 2.1.1 计算的结果从数组中去除掉

可见这是一个递归过程。步骤 2 就是递归函数。当数组中只剩下一个数字的时候,这就是表达式的最终结果,此时递归结束。

在程序中,一定要注意递归的现场保护和恢复,也就是递归调用之前与之后,现场状态应该保持一致。在上述算法中,递归现场就是指数组,2.1.2 改变数组以进行下一层递归调用,2.1.3 则恢复数组,以确保当前递归调用获得下一个正确的排列。

括号 () 的作用只是改变运算符的优先级,也就是运算符的计算顺序。所以在以上算法中,无需考虑括号。括号只是在输出时需加以考虑。

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