//import java.util.Random;
/*
* 检查类，【本游戏的核心算法】
* ①用于检查随机生成的4个1~10的随机数能否通过运算得到24，
* 如果不能则再次产生4个随机数，
* 直到产生能够运算得到24的随机数为止
* ②检查用户输入的表达式是否合法或运算结果是否正确
*/
public class Check {
protected String outputs=new String();
/*
* 返回随机数全排列的方法，
* 对产生的四个随机数进行全排列，
* 共有4*3*2*1=24种情况，
* 考虑到运行效率，
* 直接将各种情况罗列出来，
* 没有用递归全排列的方法，
* 该方法通过形参i控制选取24种排列的第几种，
* 返回四个数的一维浮点型数组
*/
private float[] number(float [] a,int i){
final float[] Array = new float[4];
switch(i){
case 0 : Array[0]=a[0];Array[1]=a[1];Array[2]=a[2];Array[3]=a[3];break;
case 1 : Array[0]=a[0];Array[1]=a[1];Array[2]=a[3];Array[3]=a[2];break;
case 2 : Array[0]=a[0];Array[1]=a[2];Array[2]=a[1];Array[3]=a[3];break;
case 3 : Array[0]=a[0];Array[1]=a[2];Array[2]=a[3];Array[3]=a[1];break;
case 4 : Array[0]=a[0];Array[1]=a[3];Array[2]=a[2];Array[3]=a[1];break;
case 5 : Array[0]=a[0];Array[1]=a[3];Array[2]=a[1];Array[3]=a[2];break;
case 6 : Array[0]=a[1];Array[1]=a[0];Array[2]=a[2];Array[3]=a[3];break;
case 7 : Array[0]=a[1];Array[1]=a[0];Array[2]=a[3];Array[3]=a[2];break;
case 8 : Array[0]=a[1];Array[1]=a[2];Array[2]=a[0];Array[3]=a[3];break;
case 9 : Array[0]=a[1];Array[1]=a[2];Array[2]=a[3];Array[3]=a[0];break;
case 10: Array[0]=a[1];Array[1]=a[3];Array[2]=a[2];Array[3]=a[0];break;
case 11: Array[0]=a[1];Array[1]=a[3];Array[2]=a[0];Array[3]=a[2];break;
case 12: Array[0]=a[2];Array[1]=a[1];Array[2]=a[0];Array[3]=a[3];break;
case 13: Array[0]=a[2];Array[1]=a[1];Array[2]=a[3];Array[3]=a[0];break;
case 14: Array[0]=a[2];Array[1]=a[0];Array[2]=a[1];Array[3]=a[3];break;
case 15: Array[0]=a[2];Array[1]=a[0];Array[2]=a[3];Array[3]=a[1];break;
case 16: Array[0]=a[2];Array[1]=a[3];Array[2]=a[0];Array[3]=a[1];break;
case 17: Array[0]=a[2];Array[1]=a[3];Array[2]=a[1];Array[3]=a[0];break;
case 18: Array[0]=a[3];Array[1]=a[1];Array[2]=a[2];Array[3]=a[0];break;
case 19: Array[0]=a[3];Array[1]=a[1];Array[2]=a[0];Array[3]=a[2];break;
case 20: Array[0]=a[3];Array[1]=a[2];Array[2]=a[1];Array[3]=a[0];break;
case 21: Array[0]=a[3];Array[1]=a[2];Array[2]=a[0];Array[3]=a[1];break;
case 22: Array[0]=a[3];Array[1]=a[0];Array[2]=a[2];Array[3]=a[1];break;
case 23: Array[0]=a[3];Array[1]=a[0];Array[2]=a[1];Array[3]=a[2];break;
}
return Array ;
}
/*
* 返回运算符排列的方法，
* 四个数进行运算时需要三个运算符，
* 三个运算符的所有可能的排列是4^3=64种，
* 该方法直接返回64种运算符，
* 保存在二维字符型数组
*/
private char [][]Calculate(){
final char [][] Char=new char [64][3];//返回的运算符数组
final int [][] ar=new int [64][3];//控制返回三个运算符
int t=0;
stop:for(int i=0;i<4;i++){
for(int j=0;j<4;j++){
for(int k=0;k<4;k++){
ar[t][0]=i;
ar[t][1]=j;
ar[t][2]=k;
for(int l=0;l<3;l++){//i,j,k的范围都是0~3，通过switch,将0~3分别映射为+，―，*，/
switch(ar[t][l]){
case 0:Char[t][l]='+';break;
case 1:Char[t][l]='-';break;
case 2:Char[t][l]='*';break;
case 3:Char[t][l]='/';break;
}
}
t++;
if(t==64)
break stop; //通过t的自增控制循环的结束
}
}
}
return Char;
}
/*
* 返回计算结果的方法，
* 对两个随机数进行运算
*/
private float Run(float a,float b,char c){
float sum=0f;
switch(c){
case '+': sum=a+b;break; //将'+'字符转换成加法运算
case '-': sum=a-b;break; //将'-'字符转换成减法运算
case '*': sum=a*b;break; //将'*'字符转换成乘法运算
case '/': sum=a/b;break; //将'/'字符转换成除法运算
}
return sum;
}
/*
* check方法
* 如果可以运算得到24，
* 返回true，
* 否则返回false
* 为了节省运行时间，
* 运算时，
* 只要某一次运算结果是24就直接返回true
* 只有产生的随机数不能运算得到24时才会运行所有情况
*/
protected boolean check(float[] myStatus){
float num[]=new float [4];
char [][] allcha=new char [64][3];
allcha=Calculate();
for(int i=0;i<24;i++){
for(int j=0;j<64;j++){
float x;
num=number(myStatus,i);
/*
* 注释解析：
* ABCD表示四个参与运算的随机数
* ①②③表示运算顺序
*/
x=Run(Run(Run(num[0],num[1],allcha[j][0]),num[2],allcha[j][1]),num[3],allcha[j][2]);
if(x==24.0f){
//System.out.println("(("+num[0]+allcha[j][0]+num[1]+")"+allcha[j][1]+num[2]+")"+allcha[j][2]+num[3]);
outputs="(("+(int)num[0]+allcha[j][0]+(int)num[1]+")"+allcha[j][1]+(int)num[2]+")"+allcha[j][2]+(int)num[3];
System.out.println(outputs);
return true;
}
// 以上运算类型为：((A①B)②C)③D
x=Run(Run(num[0],num[1],allcha[j][0]),Run(num[2],num[3],allcha[j][2]),allcha[j][1]);
if(x==24.0f){
//System.out.println("("+num[0]+allcha[j][0]+num[1]+")"+allcha[j][1]+"("+num[2]+allcha[j][2]+num[3]+")");
outputs="("+(int)num[0]+allcha[j][0]+(int)num[1]+")"+allcha[j][1]+"("+(int)num[2]+allcha[j][2]+(int)num[3]+")";
System.out.println(outputs);
return true;
}
//以上运算类型为：(A①B)②(C①D)
x=Run(Run(num[0],Run(num[1],num[2],allcha[j][1]),allcha[j][0]),num[3],allcha[j][2]);
if(x==24.0f){
//System.out.println("("+num[0]+allcha[j][0]+"("+num[1]+allcha[j][1]+num[2]+"))"+allcha[j][2]+num[3]);
outputs="("+(int)num[0]+allcha[j][0]+"("+(int)num[1]+allcha[j][1]+(int)num[2]+"))"+allcha[j][2]+(int)num[3];
System.out.println(outputs);
return true;
}
//以上运算类型为：(A②(B①C))③D
x=Run(num[0],Run(Run(num[1],num[2],allcha[j][1]),num[3],allcha[j][2]),allcha[j][0]);
if(x==24.0f){
//System.out.println(num[0]+""+allcha[j][0]+"(("+num[1]+allcha[j][1]+num[2]+")"+allcha[j][2]+num[3]+")");
outputs=(int)num[0]+""+allcha[j][0]+"(("+(int)num[1]+allcha[j][1]+(int)num[2]+")"+allcha[j][2]+(int)num[3]+")";
System.out.println(outputs);
return true;
}
//以上运算类型为：A③((B①C)②D)
x=Run(num[0],Run(num[1],Run(num[2],num[3],allcha[j][2]),allcha[j][1]),allcha[j][0]);
if(x==24.0f){
//System.out.println(num[0]+""+allcha[j][0]+"("+num[1]+allcha[j][1]+"("+num[2]+allcha[j][2]+num[3]+"))");
outputs=(int)num[0]+""+allcha[j][0]+"("+(int)num[1]+allcha[j][1]+"("+(int)num[2]+allcha[j][2]+(int)num[3]+"))";
System.out.println(outputs);
return true;
}
//以上运算类型为：A③(B②(C①D))
}
}
return false;
}
/*
* 把字符串的数学表达式计算出结果
*/
protected float string_float(String s0){
char s[]=new char[s0.length()];
float sum=0;//计算结果
float num[]={-1,-1,-1,-1}; //记录数学表达式中的数
int calculate_location[]={-1,-1,-1};
char calculate[]={'a','a','a'};//记录数学表达式中的运算符
int calculate_priority[]={3,2,1};//设置优先级
int abc;
for(int i=0;i<s.length;i++)
s[i]=s0.charAt(i);
for(int i=0,j=0,l=0;i<s.length;i++){//分析字符串
if(s[i]>='0'&&s[i]<='9')
{//得到数学表达式中的数
num[j]=s[i]-48;
if(i+1<s.length)
if(s[i+1]>='0'&&s[i+1]<='9')
{
num[j]=num[j]*10+s[i+1]-48;
i++;
}
j++;
continue;
}
if(s[i]=='+'||s[i]=='-'||s[i]=='*'||s[i]=='/')//得到表达式中的运算符
if(calculate_location[l]==-1)
{
calculate_location[l]=i;
calculate[l]=s[i];
l++;
}
}
for(int i=0,i0=0,j=0;i<s.length;i++)
{//分析表达式的运算优先级
if(s[i]==')')
{// 先算括号里的表达式
for(i0=i;s[i0]!='(';i0--)
if(s[i0]=='+'||s[i0]=='-'||s[i0]=='*'||s[i0]=='/')
for(j=0;j<3;j++)
if(calculate_location[j]==i0)
calculate_priority[j]+=8;
s[i0]='s';
}
if(s[i]=='*'||s[i]=='/')//再算乘除
for(j=0;j<3;j++)
if(calculate_location[j]==i)
calculate_priority[j]+=4;
}
/*
* 此处的if是把刚才分析的运算优先级用一个int的变量abc记录下来，如123则表示第三个运算符
* 运算级最高，其实是第二个，最后是第一个
*/
if(calculate_priority[0]>calculate_priority[1])
{
if(calculate_priority[0]>calculate_priority[2])
calculate_priority[0]=-1;
else
calculate_priority[2]=-1;
}
else
{
if(calculate_priority[1]>calculate_priority[2])
calculate_priority[1]=-1;
else
calculate_priority[2]=-1;
}
if(calculate_priority[0]<0)
{
if(calculate_priority[1]>calculate_priority[2])
{
calculate_priority[1]=-2;
calculate_priority[2]=-3;
}
else
{
calculate_priority[1]=-3;
calculate_priority[2]=-2;
}
}
else
{
if(calculate_priority[1]<0)
{
if(calculate_priority[0]>calculate_priority[2])
{
calculate_priority[0]=-2;
calculate_priority[2]=-3;
}
else
{
calculate_priority[0]=-3;
calculate_priority[2]=-2;
}
}
else
{
if(calculate_priority[0]>calculate_priority[1])
{
calculate_priority[0]=-2;
calculate_priority[1]=-3;
}
else
{
calculate_priority[0]=-3;
calculate_priority[1]=-2;
}
}
}
abc=calculate_priority[0]*100+calculate_priority[1]*10+calculate_priority[2];
abc=-abc;
//根据刚才分析的运算级，计算出结果，保存在sum里面
switch(abc){
case 123:sum=Run(Run(Run(num[0],num[1],calculate[0]),num[2],calculate[1]),num[3],calculate[2]);break;
case 132:sum=Run(Run(num[0],num[1],calculate[0]),Run(num[2],num[3],calculate[2]),calculate[1]);break;
case 213:sum=Run(Run(num[0],Run(num[1],num[2],calculate[1]),calculate[0]),num[3],calculate[2]);break;
case 231:sum=Run(Run(num[0],num[1],calculate[0]),Run(num[2],num[3],calculate[2]),calculate[1]);break;
case 312:sum=Run(num[0],Run(Run(num[1],num[2],calculate[1]),num[3],calculate[2]),calculate[0]);break;
case 321:sum=Run(num[0],Run(num[1],Run(num[2],num[3],calculate[2]),calculate[1]),calculate[0]);break;
}
return sum;//返回结果
}
//测试区
/* public static void main(String[]args){
Check c=new Check();
Float [] test=new Float [4];
Random ran=new Random();
for(int i=0;i<4;i++)
test[i]=(float) ((int)(ran.nextFloat()*10+1));
//c.check(test);
System.out.println(test[0]+" "+test[1]+" "+test[2]+" "+test[3]+" "+c.check(test));
test[0]=5.0f;
test[1]=10.0f;
test[2]=2.0f;
test[3]=10.0f;
//c.check(test);
System.out.println(test[0]+" "+test[1]+" "+test[2]+" "+test[3]+" "+c.check(test));
}*/
}
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