PAT 2-08 用撲克牌計算24點（C語言實現）

原題描述

題目描述：

一副撲克牌的每張牌表示一個數（J、Q、K分別表示11、12、13，兩個司令都表示6）。任取4張牌，即得到4個1~13的數，請添加運算符（規定爲加+ 減- 乘* 除/ 四種）使之成爲一個運算式。每個數只能參與一次運算，4個數順序可以任意組合，4個運算符任意取3個且可以重複取。運算遵從一定優先級別，可加括號控制，最終使運算結果爲24。請輸出一種解決方案的表達式，用括號表示運算優先。如果沒有一種解決方案，則輸出-1表示無解。

輸入格式說明：

輸入在一行中給出4個整數，每個整數取值在[1, 13]。

輸出格式說明：

輸出一種解決方案的表達式，用括號表示運算優先。如果沒有解決方案，請輸出-1。

樣例輸入與輸出：

序號	輸入	輸出
1	2 3 12 12	((3-2)*12)+12
2	5 5 5 5	(5*5)-(5/5)
3	1 3 5 6	(1+(3*6))+5
4	8 13 9 4	8+((13-9)*4)
5	2 13 7 7	2*(13-(7/7))
6	5 5 5 2	-1

解題思路

四個操作數，三個操作符，兩個括號，有以下五種計算模式

((A op B) op C) op D

(A op (B op C)) op D
A op (B op (C op D))
A op ((B op C) op D)
(A op B) op (C op D)
將每一種模式寫成函數，最後採用窮舉法找到計算結果爲24的算式。

參考代碼

#include "stdio.h"
#include "stdlib.h"

char op[5]={'#','+','-','*','/',};

float cal(float x,float y,int op)
{
  switch(op)
  {
    case 1:return x+y;
    case 2:return x-y;
    case 3: return x*y;
    case 4: return x/y;
  }
}

float calculate_model1(float i,float j,float k,float t,int op1,int op2,int op3)
{
  float r1,r2,r3;
  r1 = cal(i,j,op1);
  r2 = cal(r1,k,op2);
  r3 = cal(r2,t,op3);
  return r3;
}

float calculate_model2(float i,float j,float k,float t,int op1,int op2,int op3)
{
  float r1,r2,r3;
  r1 = cal(j,k,op2);
  r2 = cal(i,r1,op1);
  r3 = cal(r2,t,op3);
  return r3;
}

float calculate_model3(float i,float j,float k,float t,int op1,int op2,int op3)
{
  float r1,r2,r3 ;
  r1 = cal(k,t,op3);
  r2 = cal(j,r1,op2);
  r3 = cal(i,r2,op1);
  return r3;
}


float calculate_model4(float i,float j,float k,float t,int op1,int op2,int op3)
{
  float r1,r2,r3;
  r1 = cal(j,k,op2);
  r2 = cal(r1,t,op3);
  r3 = cal(i,r2,op1);
  return r3;
}

float calculate_model5(float i,float j,float k,float t,int op1,int op2,int op3)
{
  float r1,r2,r3 ;
  r1 = cal(i,j,op1);
  r2 = cal(k,t,op3);
  r3 = cal(r1,r2,op2);
  return r3;
}

int get24(int i,int j,int k,int t)
{
    int op1,op2,op3;
    int flag=0;
    for(op1=1;op1<=4;op1++)
        for(op2=1;op2<=4;op2++)
            for(op3=1;op3<=4;op3++)
            {
               if(calculate_model1(i,j,k,t,op1,op2,op3)==24){
                   printf("((%d%c%d)%c%d)%c%d\n",i,op[op1],j,op[op2],k,op[op3],t);flag = 1;goto OUT;
               }
               if(calculate_model2(i,j,k,t,op1,op2,op3)==24){
                   printf("(%d%c(%d%c%d))%c%d\n",i,op[op1],j,op[op2],k,op[op3],t);flag = 1;goto OUT;
               }
               if(calculate_model3(i,j,k,t,op1,op2,op3)==24){
                   printf("%d%c(%d%c(%d%c%d))\n",i,op[op1],j,op[op2],k,op[op3],t);flag = 1;goto OUT;
               }
               if(calculate_model4(i,j,k,t,op1,op2,op3)==24){
                   printf("%d%c((%d%c%d)%c%d)\n",i,op[op1],j,op[op2],k,op[op3],t);flag = 1;goto OUT;
               }
               if(calculate_model5(i,j,k,t,op1,op2,op3)==24){
                   printf("(%d%c%d)%c(%d%c%d)\n",i,op[op1],j,op[op2],k,op[op3],t);flag = 1;goto OUT;
               }
            }

OUT:    return flag;
}

int main()
{
    int x,y,m,n;
    int i,j,k,t;
    int in[4];
    int flag;
    for(i=0;i<4;i++)
        scanf("%d",&in[i]);
    for(i=0;i<4;i++){
        for(j=0;j<4;j++){
            if(j==i) continue;
            for(k=0;k<4;k++){
                if(i==k||j==k) continue;
                for(t=0;t<4;t++){
                    if(t==i||t==j||t==k) continue;
                    x = in[i];
                    y = in[j];
                    m = in[k];
                    n = in[t];
                    flag = get24(x,y,m,n);
                    if(flag ==1) goto END;
                }
            }
        }
    }
    if(flag == 0)
     printf("-1\n");

    return 0;
}