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C++算法实现24点游戏
2023-07-01 11:44:41 深夜i     --     --
C++ 算法实现 24点游戏 数字计算 循环嵌套

  return c == '+' || c == '-' || c == '*' || c == '/';

24点游戏是一款智力类游戏,需要玩家通过组合运算使得四张扑克牌得到24点。在计算机科学中,可以使用C++算法实现24点游戏。

首先,我们需要明确一个知识点,即后缀表达式。后缀表达式也称为逆波兰表达式,是一种不依赖括号顺序即可确定运算顺序的表达式。例如,后缀表达式“3 4 + 5 *”等价于中缀表达式“3 + 4 * 5”。我们可以使用C++的栈来实现后缀表达式的计算。

接下来,我们考虑如何将四张扑克牌转换成后缀表达式。我们可以使用递归的思想,枚举每一对数字及其运算符号,将其转换成子表达式,然后递归求解子表达式,直到得到整个后缀表达式。

对于如何判断四张扑克牌能否得到24点,我们可以使用回溯法。从四张扑克牌中任选两张,进行加、减、乘、除四种运算,然后将得到的结果与剩余的两张扑克牌组合成新的四张扑克牌,重复上述过程,直到得到结果为24或者无法再进行运算为止。

下面是一份简单的C++代码实现24点游戏:


#include <iostream>

#include <stack>

#include <string>

#include <vector>

using namespace std;

bool is_operator(char c) {

  return c == '+' || c == '-' || c == '*' || c == '/';

}

int calculate(int a, int b, char op) {

  if (op == '+') {

    return a + b;

  } else if (op == '-')

    return a - b;

   else if (op == '*') {

    return a * b;

  } else if (op == '/')

    return a / b;

  

  return 0; // should never and will never reach here

}

int evaluate(vector<string>& postfix) {

  stack<int> s;

  for (int i = 0; i < postfix.size(); i++) {

    if (!is_operator(postfix[i][0])) {

      int num = stoi(postfix[i]);

      s.push(num);

    } else {

      int b = s.top();

      s.pop();

      int a = s.top();

      s.pop();

      s.push(calculate(a, b, postfix[i][0]));

    }

  }

  return s.top();

}

bool search(vector<int>& nums, vector<char>& ops) {

  if (nums.size() == 1) {

    return nums[0] == 24;

  }

  for (int i = 0; i < nums.size(); i++) {

    for (int j = 0; j < nums.size(); j++) {

      if (i == j)

        continue;

      

      for (char op : ops) {

        if (op == '/' && nums[j] == 0)

          continue;

        

        vector<int> new_nums;

        for (int k = 0; k < nums.size(); k++) {

          if (k != i && k != j) {

            new_nums.push_back(nums[k]);

          }

        }

        new_nums.push_back(calculate(nums[i], nums[j], op));

        if (search(new_nums, ops))

          return true;

        

      }

    }

  }

  return false;

}

bool can_get_24(vector<int>& nums) {

  vector<char> ops{'+', '-', '*', '/'};

  return search(nums, ops);

}

bool dfs(vector<int>& nums, vector<string>& postfix) {

  if (postfix.size() == 7) {

    return evaluate(postfix) == 24;

  }

  for (int i = 0; i < nums.size(); i++) {

    for (int j = i + 1; j < nums.size(); j++) {

      int a = nums[i];

      int b = nums[j];

      int c = -1;

      postfix.push_back(to_string(a));

      postfix.push_back(to_string(b));

      for (char op : {'+', '-', '*', '/'}) {

        if (op == '/' && b == 0)

          continue;

        

        c = calculate(a, b, op);

        postfix.push_back(string(1, op));

        if (dfs(vector<int>{c}, postfix))

          return true;

        

        postfix.pop_back();

      }

      postfix.pop_back();

      postfix.pop_back();

    }

  }

  return false;

}

bool can_get_24(vector<int>& nums) {

  vector<string> postfix;

  return dfs(nums, postfix);

}

int main() {

  vector<int> nums 2;

  cout << can_get_24(nums) << endl;

  return 0;

}

这份代码实现了两种算法,一种是回溯法,一种是先将四张扑克牌转换成后缀表达式,然后使用栈来计算结果。两种算法都可以正确地解决24点游戏。

  
  

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