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用Java實(shí)現24點(diǎn)游戲

發(fā)布時(shí)間：2021-07-06 11:13 來(lái)源：腳本之家 閱讀：0 作者：泥煤少年的博客 欄目： 開(kāi)發(fā)技術(shù)

目錄

一、常見(jiàn)游戲規則

從撲克中每次取出4張牌。使用加減乘除，第一個(gè)能得出24者為贏(yíng)。（其中，J代表11，Q代表12，K代表13，A代表1），按照要求編程解決24點(diǎn)游戲。

基本要求： 隨機生成4個(gè)代表?yè)淇伺婆泼娴臄底肿帜?，程序自?dòng)列出所有可能算出24的表達式，用擅長(cháng)的語(yǔ)言（C/C++/Java或其他均可）實(shí)現程序解決問(wèn)題。

1.程序風(fēng)格良好(使用自定義注釋模板)

2.列出表達式無(wú)重復。

提高要求：用戶(hù)初始生命值為一給定值（比如3），初始分數為0。隨機生成4個(gè)代表?yè)淇伺婆泼娴臄底只蜃帜?，由用?hù)輸入包含這4個(gè)數字或字母的運算表達式（可包含括號），如果表達式計算結果為24則代表用戶(hù)贏(yíng)了此局。

1. 程序風(fēng)格良好(使用自定義注釋模板)

2.使用計時(shí)器要求用戶(hù)在規定時(shí)間內輸入表達式，如果規定時(shí)間內運算正確則加分，超時(shí)或運算錯誤則進(jìn)入下一題并減少生命值（不扣分）。

3.所有成績(jì)均可記錄在TopList.txt文件中。

二、算法分析

用戶(hù)需要提前輸入4個(gè)數，作為湊成24點(diǎn)的基數，構成arr數組，從而求解目標數T=24。

在數arr中，首先取兩個(gè)數與操作符集合進(jìn)行組合，分別得到一組表達式，對于新得到的每個(gè)表達式，都可以和原集合中剩下的元素，組合成新的集合組，將每次得到的表達式，都用"()"包住，以保證計算先后順序。

對集合中所有元素進(jìn)行兩兩組合，并與剩余元素形成新的集合。由此，我們得到了一組元素為k-1個(gè)的集合組

對新集合組中的每一個(gè)集合，重復以上1-3步，可得到一組包含k-2個(gè)元素的集合組...以此類(lèi)推，最后會(huì )得到一組集合，其中每個(gè)集合都只包含一個(gè)元素，這個(gè)就是我們合成的最終表達式.對第四步得到的表達式集合進(jìn)行求解，判斷其是否等于目標數24，將符合條件的過(guò)濾出來(lái)，即得到所有滿(mǎn)足條件的表達式。

三、概要設計

主函數程序流程圖

四、代碼

package Game;

import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Random;

public class Compute {
	//定義隨機產(chǎn)生的四個(gè)數
	static int number[] = new int[4];
	//轉換后的num1，num2,num3,num4
	static int m[]=new int [4];
	static String n[] = new String[4];
	//用來(lái)判斷是否有解
	static boolean flag = false;
	//存放操作符
	static char[] operator = { '+', '-', '*', '/' };
	private static Object key;
	
	public static void main(String[] args){
		Random rand = new Random();
		System.out.println("下列給出四個(gè)數字，使用+，-，*，/進(jìn)行計算使最后計算結果為24");
		for(int i=0;i<4;i++){
			number[i]=rand.nextInt(13)+1;//隨機生成四個(gè)int型數
		
			if(number[i]==1){
				System.out.println("A");//如果隨機生成的數為1，則顯示為撲克牌牌面中的A
			}
			else if(number[i]==11){
				System.out.println("J");//如果隨機生成的數為11，則顯示為撲克牌牌面中的J
			}
			else if(number[i]==12){
				System.out.println("Q");//如果隨機生成的數為12，則顯示為撲克牌牌面中的Q
			}
			else if(number[i]==13){
				System.out.println("K");//如果隨機生成的數為13，則顯示為撲克牌牌面中的K
			}
			else
			System.out.println(number[i]);
			}
		System.out.println("可能的結果有：");
		calculate();
			 
	}
	
	
	//給定2個(gè)數和指定操作符的計算
	public static int calcute(int count1, int count2, char operator) {
		if (operator == '+') {
	    	return count1 + count2;
	    } 
	    else if (operator == '-') {
	    	return count1 - count2;
	    }
	    else if (operator == '*') {
	    	return count1 * count2;
	    }
	    else if ((operator == '/' )&& (count2 != 0) && (count1%count2==0)) {
	    	return count1 / count2;	
	   	}
	    else {
	    	return -1;	        
	    }
	}
	

	//計算生成24的函數
	public static void calculate(){
		
		Map<Integer, Integer> map = new HashMap<Integer, Integer>();
		//存放數字，用來(lái)判斷輸入的4個(gè)數字中有幾個(gè)重復的，和重復的情況
		for (int i = 0; i < number.length; i++) {			
			if(map.get(number[i]) == null){				
				map.put(number[i], 1);			
			} 
			else {				
				map.put(number[i], map.get(number[i]) + 1);			
			}		
		}
		if(map.size() == 1){
			//如果只有一種數字，此時(shí)只有一種排列組合，如5，5，5，5
			calculation(number[0], number[1],number[2],number[3]);
		}
		else if(map.size()==2){
			//如果只有2種數字，有2種情況，如1,1,2,2和1,1,1,2
			int index = 0;//用于數據處理
			int state = 0;//判斷是哪種情況
			for (Integer key : map.keySet()) {
				if(map.get(key) == 1){
					//如果是有1個(gè)數字和其他3個(gè)都不同，將number變?yōu)?number[0]=number[1]=number[2]，
					//將不同的那個(gè)放到number[3]，方便計算
					number[3] = key;
					state = 1;
				}
				else if(map.get(key)==2){
					//如果是兩兩相同的情況，將number變?yōu)閚umber[0]=number[1],number[2]=number[3]的情況
					number[index++]=key;
					number[index++]=key;
				}
				else{
					number[index++]=key;
				}
			}
			//列出2種情況的所有排列組合，并分別計算
			if(state == 1){
				calculation(number[3],number[1],number[1],number[1]);
				calculation(number[1],number[3],number[1],number[1]);
				calculation(number[1],number[1],number[3],number[1]);
				calculation(number[1],number[1],number[1],number[3]);
			}
			if(state==0){
				calculation(number[1],number[1],number[3],number[3]);
				calculation(number[1],number[3],number[1],number[3]);
				calculation(number[1],number[3],number[3],number[1]);
				calculation(number[3],number[3],number[1],number[1]);
				calculation(number[3],number[1],number[3],number[1]);
				calculation(number[3],number[1],number[1],number[3]);
			}
		}
		else if(map.size()==3){
			//有3種數字的情況
			int index = 0;			
			for (Integer key : map.keySet()) {				
				if(map.get(key) == 2){					
					//將相同的2個(gè)數字放到number[2]=number[3]				
					number[2] = key;					
					number[3] = key;				
				} 
				else {					
					number[index++] = key;				
				}
			}
			//排列組合，所有情況
			calculation(number[0],number[1],number[3],number[3]);
			calculation(number[0],number[3],number[1],number[3]);
			calculation(number[0],number[3],number[3],number[1]);
			calculation(number[1],number[0],number[3],number[3]);
			calculation(number[1],number[3],number[0],number[3]);
			calculation(number[1],number[3],number[3],number[0]);
			calculation(number[3],number[3],number[0],number[1]);
			calculation(number[3],number[3],number[1],number[0]);
			calculation(number[3],number[1],number[3],number[0]);
			calculation(number[3],number[0],number[3],number[1]);
			calculation(number[3],number[0],number[1],number[3]);
			calculation(number[3],number[1],number[0],number[3]);
		}
		else if(map.size() == 4){
			//4個(gè)數都不同的情況
			calculation(number[0],number[1],number[2],number[3]);
			calculation(number[0],number[1],number[3],number[2]);
			calculation(number[0],number[2],number[1],number[3]);
			calculation(number[0],number[2],number[3],number[1]);
			calculation(number[0],number[3],number[1],number[2]);
			calculation(number[0],number[3],number[2],number[1]);
			calculation(number[1],number[0],number[2],number[3]);
			calculation(number[1],number[0],number[3],number[2]);
			calculation(number[1],number[2],number[3],number[0]);
			calculation(number[1],number[2],number[0],number[3]);
			calculation(number[1],number[3],number[0],number[2]);
			calculation(number[1],number[3],number[2],number[0]);
			calculation(number[2],number[0],number[1],number[3]);
			calculation(number[2],number[0],number[3],number[1]);
			calculation(number[2],number[1],number[0],number[3]);
			calculation(number[2],number[1],number[3],number[0]);
			calculation(number[2],number[3],number[0],number[1]);
			calculation(number[2],number[3],number[1],number[0]);
			calculation(number[3],number[0],number[1],number[2]);
			calculation(number[3],number[0],number[2],number[1]);
			calculation(number[3],number[1],number[0],number[2]);
			calculation(number[3],number[1],number[2],number[0]);
			calculation(number[3],number[2],number[0],number[1]);
			calculation(number[3],number[2],number[1],number[0]);
		}
		if(flag==false)
			System.out.println("這四張牌面數字無(wú)法經(jīng)過(guò)運算得到24！");
	}
		
	
	public static void calculation(int num1, int num2, int num3, int num4){
		
		for (int i = 0; i < 4; i++){
			//第1次計算，先從四個(gè)數中任意選擇兩個(gè)進(jìn)行計算
			char operator1 = operator[i];
			int firstResult = calcute(num1, num2, operator1);//先選第一，和第二個(gè)數進(jìn)行計算
			int midResult = calcute(num2, num3, operator1);//先選第二和第三兩個(gè)數進(jìn)行計算
			int tailResult = calcute(num3,num4, operator1);//先選第三和第四倆個(gè)數進(jìn)行計算
			for (int j = 0; j < 4; j++){
				//第2次計算，從上次計算的結果繼續執行，這次從三個(gè)數中選擇兩個(gè)進(jìn)行計算
				char operator2 = operator[j];
				int firstMidResult = calcute(firstResult, num3, operator2);
				int firstTailResult = calcute(num3,num4,operator2);
				int midFirstResult = calcute(num1, midResult, operator2);
				int midTailResult= calcute(midResult,num4,operator2);
				int tailMidResult = calcute(num2, tailResult, operator2);
				for (int k = 0; k < 4; k++){
					//第3次計算，也是最后1次計算，計算兩個(gè)數的結果，如果是24則輸出表達式
					char operator3 = operator[k];
					//在以上的計算中num1，num2,num3,num4都是整型數值，但若要輸出為帶有A，J,Q,K的表達式，則要將這四個(gè)數都變?yōu)镾tring類(lèi)型，下同
					if(calcute(firstMidResult, num4, operator3) == 24){
						m[0]=num1;
						m[1]=num2;
						m[2]=num3;
						m[3]=num4;
						for(int p=0;p<4;p++){
							if(m[p]==1){
								n[p]="A";}
							if(m[p]==2){
								n[p]="2";}
							if(m[p]==3){
								n[p]="3";}
							if(m[p]==4){
								n[p]="4";}
							if(m[p]==5){
								n[p]="5";}
							if(m[p]==6){
								n[p]="6";}
							if(m[p]==7){
								n[p]="7";}
							if(m[p]==8){
								n[p]="8";}
							if(m[p]==9){
								n[p]="9";}
							if(m[p]==10){
								n[p]="10";}
							if(m[p]==11){
								n[p]="J";}
							if(m[p]==12){
								n[p]="Q";}
							if(m[p]==13){
								n[p]="k";}
						}
						System.out.println("((" + n[0] + operator1 + n[1] + ")" + operator2 + n[2] + ")" + operator3 + n[3]);
						flag = true;//若有表達式輸出，則將說(shuō)明有解，下同
					}
					if(calcute(firstResult, firstTailResult, operator3) == 24){
						System.out.println("(" + n[0] + operator1 + n[1] + ")" + operator3 + "(" + n[2] + operator2 + n[3] + ")");					
						flag = true;
					}
					if(calcute(midFirstResult, num4, operator3) == 24){
						m[0]=num1;
						m[1]=num2;
						m[2]=num3;
						m[3]=num4;						
						for(int p=0;p<4;p++){
							if(m[p]==1){
								n[p]="A";}
							if(m[p]==2){
								n[p]="2";}
							if(m[p]==3){
								n[p]="3";}
							if(m[p]==4){
								n[p]="4";}
							if(m[p]==5){
								n[p]="5";}
							if(m[p]==6){
								n[p]="6";}
							if(m[p]==7){
								n[p]="7";}
							if(m[p]==8){
								n[p]="8";}
							if(m[p]==9){
								n[p]="9";}
							if(m[p]==10){
								n[p]="10";}
							if(m[p]==11){
								n[p]="J";}
							if(m[p]==12){
								n[p]="Q";}
							if(m[p]==13){
								n[p]="k";}
						}
						System.out.println("(" + n[0] + operator2 + "(" + n[1] + operator1 + n[2] + "))" + operator3 + n[3]);
						flag = true;
					}
					if(calcute(num1,midTailResult, operator3) == 24){
						m[0]=num1;
						m[1]=num2;
						m[2]=num3;
						m[3]=num4;
						for(int p=0;p<4;p++){
							if(m[p]==1){
								n[p]="A";}
							if(m[p]==2){
								n[p]="2";}
							if(m[p]==3){
								n[p]="3";}
							if(m[p]==4){
								n[p]="4";}
							if(m[p]==5){
								n[p]="5";}
							if(m[p]==6){
								n[p]="6";}
							if(m[p]==7){
								n[p]="7";}
							if(m[p]==8){
								n[p]="8";}
							if(m[p]==9){
								n[p]="9";}
							if(m[p]==10){
								n[p]="10";}
							if(m[p]==11){
								n[p]="J";}
							if(m[p]==12){
								n[p]="Q";}
							if(m[p]==13){
								n[p]="k";}
						}
						System.out.println(" " + n[0] + operator3 + "((" + n[1] + operator1 + n[2] + ")" + operator2 + n[3] + ")");						
						flag = true;
					}
					if(calcute(num1,tailMidResult,operator3) == 24){
						m[0]=num1;
						m[1]=num2;
						m[2]=num3;
						m[3]=num4;
						for(int p=0;p<4;p++){
							if(m[p]==1){
								n[p]="A";}
							if(m[p]==2){
								n[p]="2";}
							if(m[p]==3){
								n[p]="3";}
							if(m[p]==4){
								n[p]="4";}
							if(m[p]==5){
								n[p]="5";}
							if(m[p]==6){
								n[p]="6";}
							if(m[p]==7){
								n[p]="7";}
							if(m[p]==8){
								n[p]="8";}
							if(m[p]==9){
								n[p]="9";}
							if(m[p]==10){
								n[p]="10";}
							if(m[p]==11){
								n[p]="J";}
							if(m[p]==12){
								n[p]="Q";}
							if(m[p]==13){
								n[p]="k";}
						}
						System.out.println(" " + n[0] + operator3 + "(" + n[1] + operator2 + "(" + n[2] + operator1 + n[3] + "))");						
						flag = true;
					}		
				}
			}	
		}
	}	
}

五、測試

測試用例：2 8 10 4

測試結果：

可以看到，程序成功的生成了對應測試用例的結果，結果是正確的。

測試無(wú)法組成24點(diǎn)的數據：7 13 1 6

經(jīng)過(guò)多次運行， 7，13，1，6這四個(gè)數據，無(wú)法組成24點(diǎn)，程序輸出No answer運行正確。

到此這篇關(guān)于用Java實(shí)現24點(diǎn)游戲的文章就介紹到這了,更多相關(guān)Java24點(diǎn)游戲內容請搜索腳本之家以前的文章或繼續瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家！

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