华为机试HJ89:24点运算

Posted 翟天保Steven

tags:

篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了华为机试HJ89:24点运算相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

作者:翟天保Steven
版权声明:著作权归作者所有,商业转载请联系作者获得授权,非商业转载请注明出处

题目描述:

计算24点是一种扑克牌益智游戏,随机抽出4张扑克牌,通过加(+),减(-),乘(*), 除(/)四种运算法则计算得到整数24,本问题中,扑克牌通过如下字符或者字符串表示,其中,小写joker表示小王,大写JOKER表示大王:

3 4 5 6 7 8 9 10 J Q K A 2 joker JOKER

本程序要求实现:输入4张牌,输出一个算式,算式的结果为24点。

详细说明:

1.运算只考虑加减乘除运算,没有阶乘等特殊运算符号,没有括号,友情提醒,整数除法要当心,是属于整除,比如2/3=0,3/2=1;

2.牌面2~10对应的权值为2~10, J、Q、K、A权值分别为为11、12、13、1;

3.输入4张牌为字符串形式,以一个空格隔开,首尾无空格;如果输入的4张牌中包含大小王,则输出字符串“ERROR”,表示无法运算;

4.输出的算式格式为4张牌通过+-*/四个运算符相连,中间无空格,4张牌出现顺序任意,只要结果正确;

5.输出算式的运算顺序从左至右,不包含括号,如1+2+3*4的结果为24,2 A 9 A不能变为(2+1)*(9-1)=24

6.如果存在多种算式都能计算得出24,只需输出一种即可,如果无法得出24,则输出“NONE”表示无解。

7.因为都是扑克牌,不存在单个牌为0的情况,且没有括号运算,除数(即分母)的数字不可能为0

输入描述:

输入4张牌为字符串形式,以一个空格隔开,首尾无空格;

输出描述:

输出怎么运算得到24,如果无法得出24,则输出“NONE”表示无解,如果输入的4张牌中包含大小王,则输出字符串“ERROR”,表示无法运算;

示例:

输入:

4 2 K A

输出:

K-A*4/2

说明:

 A+K*2-4也是一种答案,输出任意一种即可

解题思路:

这题可以用深度优先遍历解决,穷举所有可能出现的情况。首先输入四张牌,用哈希set容器st存储卡牌数量,用dfs进行深度优先遍历;遍历深度达到4结束,表示此时已经4张牌全用上了,若结果为24,则flag设真,中断返回达到提速目的;遍历深度不到4时,通过st进行卡牌数量控制,依次放入path表达式内,且当深度不到3时,遍历运算符,深度到3说明已经放置了4张数字牌了,不需要再加运算符;以此类推,可遍历所有可能的数组和运算符组合,用change函数对JQKA进行数字变形,以便于计算,用cal函数对表达式进行求解,以便于判断是否等于24。

测试代码:

#include <iostream>
#include <string>
#include <algorithm>
#include <unordered_set>
#include <unordered_map>
#include <functional>
#include <stack>
using namespace std;
// 错误码和运算符
unordered_set<string> err {"joker", "JOKER"};
unordered_set<char> pri{'+','-','*','/'};
// 存储每个字符的次数,搜索时用来判断有没有字符可用
unordered_map<string, int> st;
// 结果字符串
string path = "";
// 字符转换数字
int change(char s)    
{
    if (isdigit(s)) return s - '0';
    else if (s == 'A') return 1;
    else if (s == 'J') return 11;
    else if (s == 'Q') return 12;
    else if (s == 'K') return 13;
}
// 计算算术表达式结果
int cal(string path)
{
    stack<int> st;
    stack<char> stc;
    for (int i = 0; i < path.size(); ++i)
    {
        if (!pri.count(path[i]))    //遇到数字
        {
            if (!stc.empty())    //计算
            {
                int a = st.top(); st.pop();
                int c = stc.top(); stc.pop();
                if (c == '+') a += change(path[i]);
                else if (c == '-') a -= change(path[i]);
                else if (c == '*') a *= change(path[i]);
                else a /= change(path[i]);
                st.push(a);    // 中间结果入栈
            }
            else st.push(change(path[i]));    // 之前无运算符,数字入栈
        }
        else stc.push(path[i]);    // 运算符直接入栈
    }
    return st.top();    // 最后栈里的数就是结果
}
// 深度优先遍历
bool dfs(int x)
{
    char div[4] = {'+', '-', '*', '/'};
    bool flag=false;
    if(x==4)
    {
        if (cal(path) == 24) 
        {
            cout << path << endl;
            flag = true;
        }
        return flag;
    }
    for(auto &p:st)
    {
        if (p.second)    // 若字符可用,则加到表达式path中
        {
            p.second--;
            path += p.first;
            if (x != 3)    // x==3时为第四个数字,不需要添加运算符
            {
                for (int i = 0; i < 4; ++i)    //遍历所有运算符
                {
                    path += div[i];
                    flag=dfs(x + 1);
                    if (flag) 
                        return flag;
                    path.pop_back();
                }
            }
            else
                flag=dfs(x + 1);
            if (flag) 
                return flag;
            path.pop_back();
            p.second++;
        }
    }
    return flag;
}
int main()
{
    string a, b, c, d;
    while(cin >> a >> b >> c >> d)
    {
        if (err.count(a) || err.count(b) || err.count(c) || err.count(d))
            cout<<"ERROR"<<endl;
        else
        {
            st[a]++;
            st[b]++;
            st[c]++;
            st[d]++;
            if (!dfs(0)) 
                cout<<"NONE"<<endl;
        }
    }
    return 0;
}

以上是关于华为机试HJ89:24点运算的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

华为机试HJ67:24点游戏算法

华为机试HJ50:四则运算

华为机试HJ24:合唱队

华为机试HJ8:合并表记录

华为机试HJ70:矩阵乘法计算量估算

华为机试HJ17:坐标移动