所謂算二十四點可能是不少讀者朋友童年喜歡玩的撲克游戲之一,玩法是:把一副撲克牌從A到10選出來均分成兩份,兩個小朋友各持一份即可開始游戲,每人隨機抽兩張出來組成四張牌,把這四張牌加減乘除湊成結(jié)果為二十四,先算出來的一方贏得對方的兩張牌,進行下一輪,如果都沒計算出來為和局,直到把對方所有的撲克牌全部繳獲,游戲方告結(jié)束。
想要自己算的最快嗎?那最好是讓程序來替你做個二十四點王。
用程序?qū)崿F(xiàn)二十四點的算法很多,但大都比較繁雜。考慮到湊出結(jié)果的可能情況并不是太多,在這里我們將主要靠自己窮舉可能的演算式外加循環(huán)計算來實現(xiàn)。
一、四張牌的排列組合
四張牌A B C D共有多少種排列組合?公式為P44,即1×2×3×4=24共24種組合。
為什么要把四張牌的所有排列組合都羅列出來呢?因為我們將要采用的算法簡單說就是:窮舉所有算術式,比如A+B+C+D、A+B+C-D等等,讓每一個算術式的四個變量都去排列組合一次,尋找是否存在一個排列組合使算術式的值為24。舉個例子A+B+C-D:
把四張牌(四個變量)放入表2的(Pos.1、Pos.2、Pos.3、Pos.4)四個位置中去,總共應該有24種放置方法。
如果在表3內(nèi)找到一個公式使A+B+C-D的值等于24,則打印出此算術式,否則說明此算術式不滿足需要,再進行下一個算術式的變量的排列組合。如果窮舉所有的算術式都不能滿足要求,那么表示此題無解。
一、窮舉所有算術式
這個工作比較煩瑣,但很考驗你的邏輯演算能力。筆者按加、減、乘、除、括號的順序基本羅列完了所有算術式,表4—表6只羅列了一部分,剩下的讀者可以自己來完成:
二、制作游戲
有了前面的基礎后,開始編程。筆者在這里使用的是Borland C++ Builder,下面簡單介紹一下制作流程并講解其中的難點:
1.動手設計一個人性化的界面。
2.程序編制流程:
不管是手動輸入四個數(shù)還是隨機產(chǎn)生,都把這四個數(shù)值存儲起來,然后進行求解。求解時遵循這樣的規(guī)律:這里共有45種算術式(包括無解),從第一個算術式開始不斷調(diào)用排列組合,如果成立(結(jié)果為24),退出求解過程并輸出結(jié)果,不成立則嘗試下一個算術式,直到最后一個算術式的調(diào)用,如果都不滿足則打印無解。
3.隨機產(chǎn)生數(shù)字:
產(chǎn)生四個數(shù),一種方式是手動錄入,一種方式是隨機產(chǎn)生,這里只給出隨機產(chǎn)生數(shù)字的代碼:(程序里的變量沒作說明均為全局變量)
void __fastcall TForm1::Button2Click(TObject *Sender) { flag=false; randomize(); NumberA=random(10)+1; NumberB=random(10)+1; NumberC=random(10)+1; NumberD=random(10)+1; Edit1->Text=FloatToStr(NumberA); Edit2->Text=FloatToStr(NumberB); Edit3->Text=FloatToStr(NumberC); Edit4->Text=FloatToStr(NumberD); Button4->SetFocus(); }
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4.求解過程:
////////////求解 for(j=1;j<=45;j++) { switch(j) { /////////////// case 2://對應表4的第二種情況 for(i=1;i<=24;i++)//注意case1只循環(huán)1次,因為四個變量求和不必考慮變量的位置 { kind(i);//調(diào)用子函數(shù) answer=A+B+C-D; if(answer==24) { flag=true; //設置標志 result=FloatToStr(A)+"+"+FloatToStr(B)+"+"+FloatToStr(C)+"-"+FloatToStr(D)+"=24"; Label1->Caption=result; Label1->Visible =true; break; } } if(flag==true)break;//退出switch ……………………//余下的求解算術式的方法與case2相似,這里就不重復了。 case 45: flag=true; result="無解"; Label1->Caption=result; Label1->Visible =true; break; if(flag==true)break; ////////////////////// ///////////////////// } if(flag==true)//退出循環(huán) break; }
子函數(shù):
int kind(int k) { switch(k)//排列組合4個數(shù),對應表1 { case 1:A=NumberA;B=NumberB;C=NumberC;D=NumberD;break; case 2:A=NumberA;B=NumberB;D=NumberC;C=NumberD;break; case 3:A=NumberA;C=NumberB;B=NumberC;D=NumberD;break; case 4:A=NumberA;D=NumberB;B=NumberC;C=NumberD;break; …… case 22:D=NumberA;B=NumberB;A=NumberC;C=NumberD;break; case 23:D=NumberA;B=NumberB;C=NumberC;A=NumberD;break; default:D=NumberA;C=NumberB;B=NumberC;A=NumberD; } } |
小結(jié):
值得注意的是在羅列算術式時既要避免重復,如A+B×C+D與A×B+C+D是一致的,需要丟棄一個,又要列舉全面,還要考慮到排除掉不可能實現(xiàn)的算術式,此程序的算法不難理解,關鍵在于算術式的準確。理清楚了算法,編程是很快的。
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