java 24点算法实现

 

　　最近闲来无事，突然怀念起小时候和堂兄表姐们经常玩24点游戏，于是就琢磨着是不是开发一个安卓手机版本。然后上网上一搜，发现已经被别人给开发烂了啊。不过这只能说明这个小游戏要想赚广告费很难了，但是拿来锻炼和在妹纸面前装逼还是很有价值的，嘿嘿，想到这里，我最终还是花了3天时间开发了一个小游戏出来。

 

　　算法实现

　　在网上试玩了一个flash的版本，发现还需要实现计算所有正确的结果，然后网上稍微百度了下思路，就开始自己实现了。我开始时大概的思路就是穷举出所有的数字和算式的排列组合，然后一一进行验算，中间碰到两个问题，

1. 第一是计算顺序的问题，稍微思考一下，就会发现，+，*是不考虑先后顺序的，-，/是考虑先后顺序的，所以考虑计算顺序后每两个数都会有6种计算方法。而括号也会产生很多不同的情况。
2. 第二是保存计算的表达式的问题，因为穷举完了，计算机是知道答案了，但是用户还是不知道啊，所以得想办法保存起来（这个问题开始时没注意，后来小花了点时间才完美解决的，后面会有说明）。

 

　　然后，具体怎样进行遍历才能做到既不重复又无遗漏呢? 我的思路是这样的，还是得利用递归来简化实现，虽然递归很耗资源，但是作为非acm大神，算法水平一般般的我来说，还是先从简单的角度考虑。一个算式，不管包不包括括号，都可以抽象成两个数的计算的叠加，因为每次单个运算都是拿两个数运算的。然后再通过递归，将计算的结果和其他的数重新做两个数的运算，一直递归到只剩下一个结果时，那么这个数就是这种计算方法得到的答案了，和24比较就可以了。

 

　　至于每一个运算轨迹得到的表达式该怎么保存呢？我的做法是用一个类封装起来，然后维护两个数组，一个是数字（这个数字既是用户输入的，也可以是两个或多个数运算得到的结果），另一个就是这个数对应的表达式（当这个数是用户输入的时候就是一个数字而已，当这个数字是运算的结果时就是算式）的字符串。

 

　　实现代码：

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);
        }
    }
}

　　

 

　　在电脑上面（神舟i7）大概需要60ms，这个速度初看还是可以接受的，但是到了手机上，居然需要6秒以上！！不过无意中发现，在android系统中对大量运算有优化，貌似计算了一定次数之后系统会缓存编译后的本地代码，然后手机上也可以像电脑上一样秒算了。

 

　　 之后又花了一天做了个丑陋无比的简单界面，再花了一天时间加上积分功能，修复各种bug，添加广告和统计sdk，上传应用市场。。

 

完整应用体验：http://as.baidu.com/a/item?docid=6481764&pre=web_am_se