用Java实现24点游戏
作者：泥煤少年的博客
喜欢玩游戏的有福啦,文中有非常详细的开发框架,按着框架来实现就好啦.而且24点游戏是经典的纸牌益智游戏.,需要的朋友可以参考下
一、常见游戏规则
从扑克中每次取出4张牌。使用加减乘除，第一个能得出24者为赢。（其中，J代表11，Q代表12，K代表13，A代表1），按照要求编程解决24点游戏。
基本要求： 随机生成4个代表扑克牌牌面的数字字母，程序自动列出所有可能算出24的表达式，用擅长的语言（C/C++/Java或其他均可）实现程序解决问题。
1.程序风格良好(使用自定义注释模板)
2.列出表达式无重复。
提高要求：用户初始生命值为一给定值（比如3），初始分数为0。随机生成4个代表扑克牌牌面的数字或字母，由用户输入包含这4个数字或字母的运算表达式（可包含括号），如果表达式计算结果为24则代表用户赢了此局。
1. 程序风格良好(使用自定义注释模板)
2.使用计时器要求用户在规定时间内输入表达式，如果规定时间内运算正确则加分，超时或运算错误则进入下一题并减少生命值（不扣分）。
3.所有成绩均可记录在TopList.txt文件中。
二、算法分析
用户需要提前输入4个数，作为凑成24点的基数，构成arr数组，从而求解目标数T=24。
在数arr中，首先取两个数与操作符集合进行组合，分别得到一组表达式，对于新得到的每个表达式，都可以和原集合中剩下的元素，组合成新的集合组，将每次得到的表达式，都用"()"包住，以保证计算先后顺序。
对集合中所有元素进行两两组合，并与剩余元素形成新的集合。由此，我们得到了一组元素为k-1个的集合组
对新集合组中的每一个集合，重复以上1-3步，可得到一组包含k-2个元素的集合组...以此类推，最后会得到一组集合，其中每个集合都只包含一个元素，这个就是我们合成的最终表达式.对第四步得到的表达式集合进行求解，判断其是否等于目标数24，将符合条件的过滤出来，即得到所有满足条件的表达式。
三、概要设计
主函数程序流程图
四、代码
package Game;
import java.util.ArrayList;
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import java.util.Random;
public class Compute {
//定义随机产生的四个数
static int number[] = new int[4];
//转换后的num1，num2,num3,num4
static int m[]=new int [4];
static String n[] = new String[4];
//用来判断是否有解
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("下列给出四个数字，使用+，-，*，/进行计算使最后计算结果为24");
for(int i=0;i<4;i++){
number[i]=rand.nextInt(13)+1;//随机生成四个int型数
if(number[i]==1){
System.out.println("A");//如果随机生成的数为1，则显示为扑克牌牌面中的A
}
else if(number[i]==11){
System.out.println("J");//如果随机生成的数为11，则显示为扑克牌牌面中的J
}
else if(number[i]==12){
System.out.println("Q");//如果随机生成的数为12，则显示为扑克牌牌面中的Q
}
else if(number[i]==13){
System.out.println("K");//如果随机生成的数为13，则显示为扑克牌牌面中的K
}
else
System.out.println(number[i]);
}
System.out.println("可能的结果有：");
calculate();
}
//给定2个数和指定操作符的计算
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;
}
}
//计算生成24的函数
public static void calculate(){
Map<Integer, Integer> map = new HashMap<Integer, Integer>();
//存放数字，用来判断输入的4个数字中有几个重复的，和重复的情况
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){
//如果只有一种数字，此时只有一种排列组合，如5，5，5，5
calculation(number[0], number[1],number[2],number[3]);
}
else if(map.size()==2){
//如果只有2种数字，有2种情况，如1,1,2,2和1,1,1,2
int index = 0;//用于数据处理
int state = 0;//判断是哪种情况
for (Integer key : map.keySet()) {
if(map.get(key) == 1){
//如果是有1个数字和其他3个都不同，将number变为 number[0]=number[1]=number[2]，
//将不同的那个放到number[3]，方便计算
number[3] = key;
state = 1;
}
else if(map.get(key)==2){
//如果是两两相同的情况，将number变为number[0]=number[1],number[2]=number[3]的情况
number[index++]=key;
number[index++]=key;
}
else{
number[index++]=key;
}
}
//列出2种情况的所有排列组合，并分别计算
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种数字的情况
int index = 0;
for (Integer key : map.keySet()) {
if(map.get(key) == 2){
//将相同的2个数字放到number[2]=number[3]
number[2] = key;
number[3] = key;
}
else {
number[index++] = key;
}
}
//排列组合，所有情况
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个数都不同的情况
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("这四张牌面数字无法经过运算得到24！");
}
public static void calculation(int num1, int num2, int num3, int num4){
for (int i = 0; i < 4; i++){
//第1次计算，先从四个数中任意选择两个进行计算
char operator1 = operator[i];
int firstResult = calcute(num1, num2, operator1);//先选第一，和第二个数进行计算
int midResult = calcute(num2, num3, operator1);//先选第二和第三两个数进行计算
int tailResult = calcute(num3,num4, operator1);//先选第三和第四俩个数进行计算
for (int j = 0; j < 4; j++){
//第2次计算，从上次计算的结果继续执行，这次从三个数中选择两个进行计算
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次计算，也是最后1次计算，计算两个数的结果，如果是24则输出表达式
char operator3 = operator[k];
//在以上的计算中num1，num2,num3,num4都是整型数值，但若要输出为带有A，J,Q,K的表达式，则要将这四个数都变为String类型，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;//若有表达式输出，则将说明有解，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、测试
测试用例：2 8 10 4
测试结果：
可以看到，程序成功的生成了对应测试用例的结果，结果是正确的。
测试无法组成24点的数据：7 13 1 6
经过多次运行， 7，13，1，6这四个数据，无法组成24点，程序输出No answer运行正确。
到此这篇关于用Java实现24点游戏的文章就介绍到这了,更多相关Java24点游戏内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！
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