24点经典纸牌游戏

 

题目：24点游戏是经典的纸牌益智游戏。

常见游戏规则：

   从扑克中每次取出4张牌。使用加减乘除，第一个能得出24者为赢。（其中，J代表11，Q代表12，K代表13，A代表1），按照要求编程解决24点游戏。

基本要求： 随机生成4个代表扑克牌牌面的数字字母，程序自动列出所有可能算出24的表达式，用擅长的语言（C/C++/Java或其他均可）实现程序解决问题。

分析：穷举法思想

1. 随机产生四个数，将四个数转换成扑克牌面数。
2. 从四个数中取出两个数进行运算，然后把运算结果和第三个数进行运算，再把结果与第四个数进行运算。
3. 在求表达式的过程中，将括号所在表达式中的所有位置都罗列出来，然后递归调用每种形式，然后又将每种形式中的运算符穷举进行排列运算。
4. 最后输出满足结果的所有表达式。如果不能算出结果，输出无解。

流程图：

 

 

测试（部分）：

测试产生的四个随机纸牌：

测试代码：

#include<stdio.h>

#include <stdlib.h>//产生随机数

#include <time.h>//时间函数，还是用来产生符合要求的随机数

#include <math.h>//数学函数库，进行一些数学运算



void Random(int *num)//产生1-13之间四个随机数函数

{

    int i;

    srand((unsigned)time(NULL));//时间种子，避免每次出现上次的四个随机数，unsigned表示不含负数

    for(i=0;i<4;i++)

    {

        num[i]=rand()%13+1;//1-13之间取余数，随机数在1-13之间产生  

    }

    return;

}



char pukepai(int x)//将随机数转化成牌面数字(由于10我不会转换成字符形式，因此10用S表示)

{

    if(x==1)

        return 'A';

    else if(x==11)

        return 'J';

    else if(x==12)

        return 'Q';

    else if(x==13)

        return 'K';

    else if(x<10)

        return x+'0';

    else if(x==10)

        return 'S';

}



void printRandom(int *num)//输出产生的四个随机数

{

    for(int i=0;i<4;i++)

    {

        printf("%c  ",pukepai(num[i]));

    }

    printf("\n");

    return ;

}

void main()

{

int num[4]; //存放四个随机数的数组

Random(num);

printRandom(num);

}

测试结果：

 

注：其他部分的测试其实就是运行代码

运行结果：

 

有扑克牌面的：

源代码： 

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>//产生随机数
#include <time.h>//时间函数，还是用来产生符合要求的随机数
#include <math.h>//数学函数库，进行一些数学运算
void Random(int *num)//产生1-13之间四个随机数函数
{
    int i;
    srand((unsigned)time(NULL));//时间种子，避免每次出现上次的四个随机数，unsigned表示不含负数
    for(i=0;i<4;i++)
    {
        num[i]=rand()%13+1;//1-13之间取余数，随机数在1-13之间产生  
    }
    return;
}

char pukepai(int x)//将随机数转化成牌面数字(由于10我不会转换成字符形式，因此10用S表示)
{
    if(x==1)
        return 'A';
    else if(x==11)
        return 'J';
    else if(x==12)
        return 'Q';
    else if(x==13)
        return 'K';
    else if(x<10)
        return x+'0';
    else if(x==10)
        return 'S';
}

void printRandom(int *num)//输出产生的四个随机数
{
    for(int i=0;i<4;i++)
    {
        printf("%c  ",pukepai(num[i]));
    }
    printf("\n");
    return ;
}

void printAnswer(int flag,int *num,char *oper,char *answer)//输出运算结果为24的表达式
{
    char a=pukepai(num[0]);
    char b=pukepai(num[1]);
    char c=pukepai(num[2]);
    char d=pukepai(num[3]);//将四个随机数分别赋值给变量a,b,c,d
    switch(flag)
    {
    case 1:
        printf("((%c%c%c)%c%c)%c%c\n",a,oper[0],b,oper[1],c,oper[2],d);//((A*B)*C)*D
        break;
    case 2:
        printf("(%c%c(%c%c%c))%c%c\n",a,oper[0],b,oper[1],c,oper[2],d);//(A*(B*C))*D
        break;
    case 3:
        printf("(%c%c%c)%c(%c%c%c)\n",a,oper[0],b,oper[1],c,oper[2],d);//(A*B)*(C*D)
        break;
    case 4:
        printf("%c%c(%c%c(%c%c%c))\n",a,oper[0],b,oper[1],c,oper[2],d);//A*(B*(C*D))
        break;
    case 5:
        printf("%c%c((%c%c%c)%c%c)\n",a,oper[0],b,oper[1],c,oper[2],d);//A*((B*C)*D)
        break;
    default:
        break;
    }
    return;
}

double getValue(double num1,double num2,char oper)// 两个随机数之间的可能运算形式
{
    double result;
    switch(oper)
    {
    case'+':
        result=num1+num2;break;//运算符为加号，则直接相加
    case'-':
        if(num1>=num2)
            result=num1-num2;
        else 
            result=num2-num1;
        break;//运算符为减号，则需要注意运算的结果       

    case'*':
        result=num1*num2;
        break;//运算符为乘号，则直接相乘
    case'/':
        result=num1/num2;
        break;//运算符为除号，直接相除
    default:
        break;
    }
    return result;
}

int Result(int *num,char *oper,char *answer)//得到24点表达式的所有可能结果
{
    double t;
    int a=num[0];
    int b=num[1];
    int c=num[2];
    int d=num[3];
    //穷举法进行运算
    //((A*B)*C)*D
    t=0;
    t=getValue(a,b,oper[0]);
    t=getValue(t,c,oper[1]);
    t=getValue(t,d,oper[2]);
    if(t==24)
    {
        printAnswer(1,num,oper,answer);
        return 1;
    }
    //(A*(B*C))*D
    t=0;
    t=getValue(b,c,oper[1]);
    t=getValue(a,t,oper[0]);
    t=getValue(t,d,oper[2]);
    if(t==24)
    {
        printAnswer(2,num,oper,answer);
        return 1;
    }
    //(A*B)*(C*D)
    t=0;
    t=getValue(getValue(a,b,oper[0]),getValue(c,d,oper[2]),oper[1]);
    if(t==24)
    {
        printAnswer(3,num,oper,answer);
        return 1;
    }
    //A*((B*(C*D))
    t=0;
    t=getValue(c,d,oper[2]);
    t=getValue(b,t,oper[1]);
    t=getValue(a,t,oper[0]);
    if(t==24)
    {
        printAnswer(4,num,oper,answer);
        return 1;
    }
    //A*((B*C)*D)
    t=0;
    t=getValue(b,c,oper[1]);
    t=getValue(t,d,oper[2]);
    t=getValue(a,t,oper[0]);
    if(t==24)
    {
        printAnswer(5,num,oper,answer);
        return 1;
    }
    return 0;  
}

void printResult(int *num,char *answer)//输出算出24的所有表达式
{
    char OperKey[4]={'+','-','*','/'};
    char oper[3];
    int i,j,k;
    int count=0;
    for(i=0;i<4;i++)
        for(j=0;j<4;j++)
            for(k=0;k<4;k++)//循环运算符，得到多种表达式
            {
                oper[0]=OperKey[i];
                oper[1]=OperKey[j];
                oper[2]=OperKey[k];
                if(Result(num,oper,answer))//判断产生的4个随机数是否有解
                    count++;//解的个数
            }
            if(count)
            {
                printf("共%d种解法\n",count);
            }
            else
            {
                printf("该种情况无解\n");
            }
            return ;
}

int main()
{
    int num[4]; //存放四个随机数的数组
    int k=1;
    int number;
    char answer[20];
    while(k) //循环执行
    {
        printf("A=1，S=10，J=11，Q=12，K=13\n");
        printf("请选择：");
		printf("1.运算       2.退出\n");
        scanf("%d",&number);
        switch(number)
        {
        case 1:
            printf("随机生成的纸牌为：\n");
			Random(num);
			printRandom(num);
			printResult(num,answer);
            break;
        case 2:
            k=0;
			printf("你已退出！");
            break;
        default:
            printf("请输入正确的数字!\n");
            break;
        }
    }
		return 0;
}