計算24點有不同版本,這里規定:運用加減乘除計算四個整數使它的結果為24。當然這個算法經過適當的修改適合所有的二元運算符,也能計算超過四個整數。
計算24點的算法較簡單,就是窮舉法。由于一般計算表達式含有括號,這使得窮舉無從下手。所以本文使用另一種表達式——后綴表達式。
后綴表達式就是數字放前運算符放后的表達式。如:a+b表示為a b+,(a+b)*c-d表示為a b + c * d -。用這樣表達式可以去掉括號,這對本文的算法很關鍵。
任何一個計算24點的算式都可以化成7位的后綴表達式。假設給定的四個整數:a b c d。給定的運算符號集{+,-,*,/}。首先從符號集中取出三個運算符,然后加上a b c d。這七個單位的每一個排列都可以當成一個后綴表達式:或者是不合法的,或者是合法的。窮舉并計算這樣的排列,就可找出答案。
上面的方法是先取定7個單位,然后判斷這7個單位組成的表達式是否合法。換一種思路,先取定一個合法的表達式,即確定數字和符號的位置,然后確定7個單位,對應數字和符號的位置。
這兩種枚舉方法都可行,第二種會快一些,它把判斷后綴表達式合法性放在最外層循環,從而省去了不少的判斷。
注:這個里用的枚舉集合的方法參見另一篇文章《從集合中枚舉子集》。
具體實現見代碼。
編譯方式:
g++ Calc24.cpp SetIter.cpp 得到第一種方法。
g++ Calc24.cpp SetIter.cpp -DCALC24_ADV 得到第二種方法。