java 24點算法實現

 

　　最近閑來無事，突然懷念起小時候和堂兄表姐們經常玩24點游戲，於是就琢磨着是不是開發一個安卓手機版本。然后上網上一搜，發現已經被別人給開發爛了啊。不過這只能說明這個小游戲要想賺廣告費很難了，但是拿來鍛煉和在妹紙面前裝逼還是很有價值的，嘿嘿，想到這里，我最終還是花了3天時間開發了一個小游戲出來。

 

　　算法實現

　　在網上試玩了一個flash的版本，發現還需要實現計算所有正確的結果，然后網上稍微百度了下思路，就開始自己實現了。我開始時大概的思路就是窮舉出所有的數字和算式的排列組合，然后一一進行驗算，中間碰到兩個問題，

1. 第一是計算順序的問題，稍微思考一下，就會發現，+，*是不考慮先后順序的，-，/是考慮先后順序的，所以考慮計算順序后每兩個數都會有6種計算方法。而括號也會產生很多不同的情況。
2. 第二是保存計算的表達式的問題，因為窮舉完了，計算機是知道答案了，但是用戶還是不知道啊，所以得想辦法保存起來（這個問題開始時沒注意，后來小花了點時間才完美解決的，后面會有說明）。

 

　　然后，具體怎樣進行遍歷才能做到既不重復又無遺漏呢? 我的思路是這樣的，還是得利用遞歸來簡化實現，雖然遞歸很耗資源，但是作為非acm大神，算法水平一般般的我來說，還是先從簡單的角度考慮。一個算式，不管包不包括括號，都可以抽象成兩個數的計算的疊加，因為每次單個運算都是拿兩個數運算的。然后再通過遞歸，將計算的結果和其他的數重新做兩個數的運算，一直遞歸到只剩下一個結果時，那么這個數就是這種計算方法得到的答案了，和24比較就可以了。

 

　　至於每一個運算軌跡得到的表達式該怎么保存呢？我的做法是用一個類封裝起來，然后維護兩個數組，一個是數字（這個數字既是用戶輸入的，也可以是兩個或多個數運算得到的結果），另一個就是這個數對應的表達式（當這個數是用戶輸入的時候就是一個數字而已，當這個數字是運算的結果時就是算式）的字符串。

 

　　實現代碼：

package net.yunstudio.p24.util;

import java.util.ArrayList;
import java.util.HashSet;
import java.util.List;
import java.util.Random;
import java.util.Set;

import com.umeng.a.a.a.b.n;

public class Count24 {
    private List<String> answerList=new ArrayList<String>();
    public List<String> getAnswerList() {
        return answerList;
    }
    public static class Data{
        public float[]  arr;
        public String expStr="";
        public String[] strs;
        public Data(){}
        public Data(int a,int b,int c,int d) {
            arr=new float[]{a,b,c,d};
            strs=new String[]{a+"",b+"",c+"",d+""};
            expStr=a+"";
        }
        public Data(int arr[]) {
            this.arr=new float[]{arr[0],arr[1],arr[2],arr[3]};
            this.strs=new String[]{arr[0]+"",arr[1]+"",arr[2]+"",arr[3]+""};
        }
    }
    public void count(Data data){
        float[] arr=data.arr;
        if(arr.length<=1){
            if(arr.length==1&&arr[0]==24){
                answerList.add(data.expStr.substring(1, data.expStr.length()-1));
            }
            return ;
        }
        for(int i=0,len=arr.length;i<len-1; i++){
            for(int j=i+1;j<len;j++){
                float x=arr[i];
                float y=arr[j];
                String xs=data.strs[i];
                String ys=data.strs[j];
                for(int k=0;k<6;k++){
                    Data newData=getNewArr(data,i);
                    switch(k){
                        case 0:
                        newData.arr[j-1]=x+y;
                            newData.expStr=xs+"+"+ys;
                        break;
                        case 1:
                        newData.arr[j-1]=x-y;
                            newData.expStr=xs+"-"+ys;
                        break;
                        case 2:
                        newData.arr[j-1]=y-x;
                        newData.expStr=ys+"-"+xs;
                        break;
                        case 3:
                        newData.arr[j-1]=x*y;
                            newData.expStr=xs+"*"+ys;
                        break;
                        case 4:
                        if(y!=0){
                            newData.arr[j-1]=x/y;
                                newData.expStr=xs+"/"+ys;
                        }else {
                            continue;
                        }
                        break;
                        case 5:
                        if(x!=0){
                            newData.arr[j-1]=y/x;
                                newData.expStr=ys+"/"+xs;
                        }else {
                            continue;
                        }
                        break;
                    }
                    newData.expStr="("+newData.expStr+")";
                    newData.strs[j-1]=newData.expStr;
                    count(newData);
                }
            }
        }
        
    }
    private static Data getNewArr(Data data, int i) {
        Data newData=new Data();
        newData.expStr=data.expStr;
        newData.arr=new float[data.arr.length-1];
        newData.strs=new String[data.arr.length-1];
        for(int m=0,len=data.arr.length,n=0;m<len;m++){
            if(m!=i){
                newData.arr[n]=data.arr[m];
                newData.strs[n]=data.strs[m];
                n++;
            }
        }
        return newData;
    }
    
    public static final List<String> easyCount(int[] curRandNums){
        Count24 count24=new Count24();
        count24.count(new Data(curRandNums));
        Set<String> set=new HashSet<String>(count24.getAnswerList());//去重
        return new ArrayList<String>(set);
    }
    
    public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
        long start=System.currentTimeMillis();
        List<String> answerStris=easyCount(new int[]{1,2,3,4});
        System.out.println(System.currentTimeMillis()-start);

        for (String string : answerStris) {
            System.out.println(string);
        }
    }
}

　　

 

　　在電腦上面（神舟i7）大概需要60ms，這個速度初看還是可以接受的，但是到了手機上，居然需要6秒以上！！不過無意中發現，在android系統中對大量運算有優化，貌似計算了一定次數之后系統會緩存編譯后的本地代碼，然后手機上也可以像電腦上一樣秒算了。

 

　　 之后又花了一天做了個丑陋無比的簡單界面，再花了一天時間加上積分功能，修復各種bug，添加廣告和統計sdk，上傳應用市場。。

 

完整應用體驗：http://as.baidu.com/a/item?docid=6481764&pre=web_am_se