24点游戏:给玩家4张牌,面值在1~13之间,允许其中有数值相同牌。采用加、减、乘、除四则运算,允许有小数可以使用括号,使其运算结果为24。
解:(1)穷举法
假设给定的4个数组成的集合为A={1,2,3,4},定义函数f(A)为对集合A中的元素进行所有可能的四则混合运算所得到的值。
首先从A中任意取两个数,对取出来的数分别进行不同的四则运算,将所得结果每个分别加入A中,可得到BCDE四个新的集合,那么f(A)=f(B)+f(C)+f(D)+f(E)。通过以上的计算就达到了分而治之的目的,问题规模就从4个数降到了3个数,成了3个数的4个子问题之和。(可用递归法解决)
代码:
#include <iostream>
#include <string>
#include <math.h>
using namespace std;
const double Thershold = 1E-6;
const int NUM = 4;
const int ResultValue = 24;
double number[] = {1,2,7,7};
string result[] = {"1","2","7","7"};
bool PointGame(int n)
{
if(n == 1)
{
if(fabs(number[0]-ResultValue) < Thershold)
{
cout << result[0] << endl;
cout << number[0] << endl;
return true;
}
else
{
return false;
}
}
for(int i=0;i<NUM;i++)
{
for(int j=i+1;j<NUM;j++)
{
double a,b;
string expa,expb;
a = number[i];
b = number[j];
number[j] = number[n-1];//将最后一个数前移。
expa = result[i];
expb = result[j];
result[j] = result[n-1];//将最后一个表达式前移
//分别计算不同情况的组合,组合情况有a+b,a-b,b-a,a*b,a/b,b/a,然后进行递归
result[i] = "(" + expa + "+" + expb + ")";
number[i] = a+b;
if(PointGame(n-1))
return true;
result[i] = "(" + expa + "-" + expb + ")";
number[i] = a-b;
if(PointGame(n-1))
return true;
result[i] = "(" + expb + "-" + expa + ")";
number[i] = b-a;
if(PointGame(n-1))
return true;
result[i] = "(" + expa + "*" + expb + ")";
number[i] = a*b;
if(PointGame(n-1))
return true;
if(b != 0)
{
result[i] = "(" + expa + "/" + expb + ")";
number[i] = a/b;
if(PointGame(n-1))
return true;
}
if(a != 0)
{
result[i] = "(" + expb + "/" + expa + ")";
number[i] = b/a;
if(PointGame(n-1))
return true;
}
number[i] = a;
number[j] = b;
result[i] = expa;
result[j] = expb;
}
}
return false;
}
int main()
{
PointGame(NUM);
return 0;
}