24点游戏计算器 （加、减、乘、除、阶乘、导数）（c++）

  1 //24点统计
  2 
  3 #include <iostream>
  4 #include <cmath>
  5 using namespace std;
  6 #define N 14
  7 //a数组存四个数字
  8 int cixu[3],fuHao[3],p[N],sum = 0;
  9 float a0[4],a[4],b[4],b0[4];
 10 float zuhe[24][4];
 11 /*   
 12 各数组代表含义
 13 cixu 记录运算符调用次序
 14 
 15 a数组存初始的四个数
 16 
 17 fuHao 存整合后的运算符顺序
 18 
 19 b数组存整合后的数的计算次序
 20 
 21 b0数组为用户输入的四个数
 22 
 23 P数组各下标位置所代表的含义:
 24 0,1,2,3:四个数是否需要阶乘（1），导数（2），或不变（0）
 25 4，5,6：三个运算符  0：+    1：-    2：*    3 ：/
 26 7,10:括号1位置   0代表没有
 27 8,9:括号2位置   0代表没有
 28 11:括号1是否需要阶乘或求导
 29 12：括号2是否需要阶乘或求导
 30 */
 31 
 32 //计算阶乘
 33 int jieCheng(int t)
 34 {
 35     int ft = 1;
 36     for(int i = 2;i <= t;i++)
 37         ft = ft * i;
 38     return ft;
 39 }
 40 //计算 通过
 41 
 42 float qiuZhi(float x,float y,int f)
 43 {
 44     switch (f)
 45     {
 46     case 0:
 47         return x + y;
 48     case 1:
 49         return x - y;
 50     case 2:
 51         return x * y;
 52     case 3:
 53         if(y == 0)
 54             return -1;
 55         return x / y;
 56     case 4:
 57         if(x == 0)
 58             return -1;
 59         return y / x;
 60     case 5:
 61         return y - x;
 62     }
 63 }
 64 
 65 bool jiSuan()
 66 {
 67     int i,w = 0;
 68     float b1,b2;
 69     for(i = 0;i < 3;i++)
 70     {
 71         if(i == 0)
 72         {
 73             b1 = qiuZhi(b[w],b[w + 1],fuHao[0]);
 74             if(b1 == -1)
 75                 return false;
 76 
 77             if(p[11] == 1)
 78                 b1 = jieCheng(b1);
 79             else if(p[11] == 2)
 80                 b1 = 0;
 81             w += 2;
 82         }
 83         else
 84         {
 85             if(abs(cixu[0] - cixu[1]) == 1)
 86             {
 87                 b1 = qiuZhi(b1,b[w],fuHao[i]);
 88                 if(b1 == -1)
 89                     return false;
 90                 if(p[12] == 1)
 91                     b1 = jieCheng(b1);
 92                 else if(p[12] == 2)
 93                     b1 == 0;
 94                 w++;
 95             }
 96             else
 97             {
 98                 b2 = qiuZhi(b[2],b[3],fuHao[1]);
 99                 if(b2 == -1)
100                     return false;
101                 if(p[12] == 1)
102                     b2 = jieCheng(b2);
103                 else if(p[12] == 2)
104                     b2 == 0;
105                 b1 = qiuZhi(b1,b2,fuHao[2]);
106                 break;
107             }
108         }
109         
110     }
111     if(p[13] == 1)
112         b1 = jieCheng(b1);
113     if(b1 == 24)
114         return true;
115     return false;
116 }
117 //返回除数与被除数的顺序，是左边为除数还是右边为除数  4代表左边为除数，3代表右边为除数  通过
118 int fuHaoPD(int t1,int t2)
119 {
120     int t = p[t1 + 3];
121     if(t == 0 || t == 2)
122         return t;
123     else if(t == 3)
124     {
125         if(t2 != 0 && cixu[t2] < cixu[t2 - 1] && abs(cixu[0] - cixu[1]) != 2)
126             return 4;
127         return 3;
128     }
129     else if(t == 1)
130     {
131         if(t2 != 0 && cixu[t2] < cixu[t2 - 1] && abs(cixu[0] - cixu[1]) != 2)
132             return 5;
133         return 1;
134     }
135 }
136 //构造表达式 （根据找到的计算次序构造出从左到右的计算式）   通过
137 void zhengHe()
138 {
139     int w1 = 0,w2 = 0;
140     for(int i = 0;i < 3;i++)
141     {
142         switch (cixu[i])
143         {
144         case 1:
145             {
146                 if(a[0] != -1)
147                 {
148                     b[w1] = a[0];
149                     w1++;
150                     a[0] = -1;
151                 }
152                 if(a[1] != -1)
153                 {
154                     b[w1] = a[1];
155                     w1++;
156                     a[1] = -1;
157                 }
158                 fuHao[w2] = fuHaoPD(1,i);
159                 w2++;
160             }break;
161 
162         case 2:
163             {
164                 if(a[1] != -1)
165                 {
166                     b[w1] = a[1];
167                     w1++;
168                     a[1] = -1;
169                 }
170                 if(a[2] != -1)
171                 {
172                     b[w1] = a[2];
173                     w1++;
174                     a[2] = -1;
175                 }
176                 fuHao[w2] = fuHaoPD(2,i);
177                 w2++;
178             }break;
179 
180         case 3:
181             {
182                 if(a[2] != -1)
183                 {
184                     b[w1] = a[2];
185                     w1++;
186                     a[2] = -1;
187                 }
188                 if(a[3] != -1)
189                 {
190                     b[w1] = a[3];
191                     w1++;
192                     a[3] = -1;
193                 }
194                 fuHao[w2] = fuHaoPD(3,i);
195                 w2++;
196             }break;
197 
198         }
199     }
200 }
201 //查找计算顺序（即三个运算符的运算次序   类似123 213 321 ...）   通过
202 void ciXu()
203 {
204     int i,j,k,l,w = 0;
205 
206     //若有括号
207     if(p[8] != 0 || p[7] != 0)
208     {
209         if(p[8] != 0)   //如果有括号1
210         {
211             cixu[w] = p[8];  //第一计算次序为括号1的表达式
212             w++;
213             if(p[7] != 0)    //如果还有括号2
214             {
215                 if(p[10] - p[7] > 1)   //如果括号2为大括号
216                 {//大括号中没在小括号的运算符为第二计算次序
217                     if(p[7] == p[8])    //如果两括号起始位置相同，则第二运算次序为小括号加一
218                         cixu[w] = p[8] + 1;
219                     else                //否则为减一
220                         cixu[w] = p[8] - 1;
221                     w++;
222                     
223                 }
224                 else  //如果括号2为小括号
225                 {
226                     cixu[w] = p[7];
227                     w++;
228                 }
229                 cixu[w] = 6 - cixu[0] - cixu[1];  //最后一个没在括号中的运算符   运算符顺序分别为 1,2,3 和为6    最后一个为 6 - （第一个） - （第二个）
230             }
231             else     //如果没有括号2
232             {
233                 
234                 if(cixu[0] == 2)   
235                 {
236                     if(p[6] > 1)
237                     {
238                         cixu[1] = 3;
239                         cixu[2] = 1;
240                     }
241                     else
242                     {
243                         cixu[1] = 1;
244                         cixu[2] = 3;
245                     }
246                 }
247                 else if(cixu[0] == 1)
248                 {
249                     if(p[6] > 1)
250                     {
251                         cixu[1] = 3;
252                         cixu[2] = 2;
253                     }
254                     else
255                     {
256                         cixu[1] = 2;
257                         cixu[2] = 3;
258                     }
259                 }
260                 else
261                 {
262                     if(p[4] > 1)
263                     {
264                         cixu[1] = 1;
265                         cixu[2] = 2;
266                     }
267                     else
268                     {
269                         cixu[1] = 2;
270                         cixu[2] = 1;
271                     }
272                 }
273                 
274             }
275         }
276         else     //如果只有大括号     通过
277         {
278             for(i = p[7] - 1;i < p[10] - 1;i++)//括号中
279                 if(p[4 + i] > 1)
280                 {
281                     cixu[w] = i + 1;
282                     w++;
283                 }
284             for(i = p[7] - 1;i < p[10] - 1;i++)//括号中
285                 if(p[4 + i] < 2)
286                 {
287                     cixu[w] = i + 1;
288                     w++;
289                 }
290             if(p[7] == 1)
291                 cixu[w] = 3;
292             else
293                 cixu[w] = 1;
294         }
295     }
296     else    // 没有括号    通过
297     {
298         for(i = 0;i < 3;i++)
299             if(p[4 + i] > 1)
300             {
301                 cixu[w] = i + 1;
302                 w++;
303             }
304         if(w == 0)
305         {
306             cixu[0] = 1;
307             cixu[1] = 2;
308             cixu[2] = 3;
309         }
310         else if(w == 1)
311         {
312             if(cixu[0] == 2)   
313             {
314                 if(p[6] > 1)
315                 {
316                     cixu[1] = 3;
317                     cixu[2] = 1;
318                 }
319                 else
320                 {
321                     cixu[1] = 1;
322                     cixu[2] = 3;
323                 }
324             }
325             else if(cixu[0] == 1)
326             {
327                 if(p[6] > 1)
328                 {
329                     cixu[1] = 3;
330                     cixu[2] = 2;
331                 }
332                 else
333                 {
334                     cixu[1] = 2;
335                     cixu[2] = 3;
336                 }
337             }
338             else
339             {
340                 if(p[4] > 1)
341                 {
342                     cixu[1] = 1;
343                     cixu[2] = 2;
344                 }
345                 else
346                 {
347                     cixu[1] = 2;
348                     cixu[2] = 1;
349                 }
350             }
351         }
352         else if(w == 2)
353             cixu[w] = 6 - cixu[1] - cixu[0];
354     /*    for(i = 0;i < 3;i++)
355             if(p[4 + i] < 2)
356             {
357                 cixu[w] = i + 1;
358                 w++;
359             }*/
360     }
361 
362 
363 }
364 //处理阶乘或求导
365 void jcds()
366 {
367     for(int i = 0;i < 4;i++)
368         if(p[i] == 1)
369             a[i] = jieCheng(a[i]);
370         else if(p[i] == 2)
371             a[i] = 0;
372 }
373 //判断某表达式是否符合
374 bool panDuan()
375 {
376     jcds();
377     ciXu();
378     zhengHe();
379     if(jiSuan() == true)
380         return true;
381     return false;
382 }
383 //输出表达式到文件
384 void outPut()
385 {
386     int i;
387     if(p[13] == 1)
388         cout<<"(";
389     for(i = 0;i < 4;i++)
390     {
391         if(p[7] == i + 1)
392             cout<<"(";
393         if(p[8] == i + 1)
394             cout<<"(";
395         cout<<a0[i];
396     
397         if(p[i] == 1)
398             cout<<‘!‘;
399         else if(p[i] == 2)
400             cout<<‘`‘;
401         if(p[9] == i + 1)
402         {
403             cout<<")";
404             if(p[11] == 1)
405                 cout<<"!";
406             else if(p[11] == 2)
407                 cout<<"`";
408         }
409         if(p[10] == i + 1)
410         {
411                 cout<<")";
412             if(p[12] == 1)
413                 cout<<"!";
414             else if(p[12] == 2)
415                 cout<<"`";
416         }
417         if(i != 3)
418         {
419             switch (p[i + 4])
420             {
421             case 0:
422                 cout<<‘+‘;break;
423             case 1:
424                 cout<<‘-‘;break;
425             case 2:
426                 cout<<‘*‘;break;
427             case 3:
428                 cout<<‘/‘;break;
429             }
430         }
431         
432     }
433     if(p[13] == 1)
434         cout<<")!";
435     cout<<"=24"<<endl;
436 }
437 
438 void chuShiHua()
439 {
440     int i;
441     for(i = 0;i < 3;i++)
442     {
443         cixu[i] = 0;
444         a[i] = a0[i];
445     }
446     a[i] = a0[i];
447 }
448 
449 void chuLi()
450 {
451     int i,i1,i2,i3,i4,l1,l2,l3,l4,m,n,q,r,s = 0,t;
452     for(i = 0;i < N;i++)            //初始化p数组为0
453         p[i] = 0;
454     for(i1 = 0;i1 < 3;i1++)
455         for(i2 = 0;i2 < 3;i2++)
456             for(i3 = 0;i3 < 3;i3++)
457                 for(i4 = 0;i4 < 3;i4++)
458                     for(l1 = 0;l1 < 4;l1++)
459                         for(l2 = 0;l2 < 4;l2++)
460                             for(l3 = 0;l3 < 4;l3++)
461                                 {
462                                     p[0] = i1;
463                                     p[1] = i2;
464                                     p[2] = i3;
465                                     p[3] = i4;
466                                     p[4] = l1;
467                                     p[5] = l2;
468                                     p[6] = l3;
469                                     for(m = 0;m < 4;m++)
470                                     {
471                                         if(m == 1)
472                                         {
473                                             p[8] = 1;
474                                             p[9] = 2;
475                                         }
476                                         else if(m == 2)
477                                         {
478                                             p[8] = 2;
479                                             p[9] = 3;
480                                         }
481                                         else if(m == 3)
482                                         {
483                                             p[8] = 3;
484                                             p[9] = 4;
485                                         }
486                                         else
487                                         {
488                                             p[8] = 0;
489                                             p[9] = 0;
490                                         }
491                                         for(n = 0;n < 4;n++)
492                                         {
493                                             if(n == 1 && m != 3)
494                                             {    
495                                                 p[7] = 1;
496                                                 p[10] = 3;
497                                             }
498                                             else if( n == 2 && m != 1)
499                                             {
500                                                 p[7] = 2;
501                                                 p[10] = 4;
502                                             }
503                                             else if(n == 3 && m == 1)
504                                             {
505                                                 p[7] = 3;
506                                                 p[10] = 4;
507                                             }
508                                             else if(n == 0)
509                                             {
510                                                 p[7] = 0;
511                                                 p[10] = 0;
512                                             }
513                                             else
514                                                 continue;
515                                             for(q = 0;q < 3;q++)
516                                             {
517                                                 if(p[9] != 0)
518                                                     p[11] = q;
519                                                 else
520                                                     p[11] = 0;
521 
522                                                 for(r = 0;r < 3;r++)
523                                                 {
524                                                     if(p[10] != 0)
525                                                         p[12] = r;
526                                                     p[12] = 0;
527                                                     for(t = 0;t < 2;t++)
528                                                     {
529                                                         p[13] = t;
530                                                         chuShiHua();
531                                                         if(panDuan() == true)
532                                                         {
533                                                             sum++;
534                                                             outPut();
535                                                         }
536                                                     }
537                                                 }
538                                                 
539                                             }
540                                         }
541 
542                                     }
543                                 }
544 
545 }
546 
547 bool chongZhi(int &w)
548 {
549     int i,j;
550     bool flag;
551     for(i = 0;i < w;i++)
552     {
553         flag = true;
554         for(j = 0;j < 4;j++)
555             if(zuhe[i][j] != zuhe[w][j])
556                 flag = false;
557         if(flag == true)
558             return true;
559     }
560     return false;
561 }
562 
563 void zuHe()
564 {
565     int i,j,k,l,w = 0,s;
566     for(i = 0;i < 4;i++)
567         for(j = 0;j < 4;j++)
568             for(k = 0;k < 4;k++)
569                 for(l = 0;l < 4;l++)
570                 {
571                     if(i != j && i != k && i != l && j != k && j != l && k != l)
572                     {
573                         zuhe[w][0] = b0[i];
574                         zuhe[w][1] = b0[j];
575                         zuhe[w][2] = b0[k];
576                         zuhe[w][3] = b0[l];
577                         if(chongZhi(w) == true)
578                             continue;
579                         for(s = 0;s < 4;s++)
580                         {
581                             a0[s] = zuhe[w][s];
582                         }
583                         w++;
584                         chuLi();
585                     }
586                 }
587 }
588 
589 void main()
590 {
591     cout<<"请输入四个数：";
592     cin>>b0[0]>>b0[1]>>b0[2]>>b0[3];
593     zuHe();    
594     cout<<"共"<<sum<<"种组合方式"<<endl;
595 }