【24点】java减治法实现二十四点，输出所有求值结果为24的组合

题目要求：

用户输入4位个位数（1～9），四个数之间只能通过+,-,*,/运算进行连接
请输出四则运算表达式，其求值结果为24。然后输出所有求值结果为24的组合。
你能不能不通过四重循环来产生这4个参与运算的数。

代码如下：

package ergodic;import java.util.*;
/*** @ Author     ：heywecome* @ Date       ：Created in 20:32 2018/12/20* @ Description：${description}* @ Modified By：* @Version: $version$*/
public class TwentyFour {// 用户输入4位个位数（1～9），四个数之间只能通过+,-,*,/运算进行连接，请输出四则运算表达式，// 其求值结果为24。然后输出所有求值结果为24的组合。你能不能不通过四重循环来产生这4个参与运算的数。static final String PLUS = "+";static final String DIVIDE = "-";static final String MULTIPLY= "*";static final String SUBSTRACT = "/";static ArrayList resultList = new ArrayList();static ArrayList operatorList = new ArrayList();static String[] operator = {PLUS,DIVIDE,MULTIPLY,SUBSTRACT}; // 操作符的排列public static void findAllSolution(int[] nums){perm(nums,0,nums.length-1); // 产生数的排列perm(operator,0,operator.length-1);for(int i = 0; i < nums.length; i++){ // 四个数产生不同的排列for(int j = 0; j < operatorList.size(); j++){String formula = new String();int[] numsTemp = (int[]) resultList.get(i);String[] operatorTemp = (String[])operatorList.get(j);// 加括号的第一种情况： (a+b)+(c+d)formula += "("+numsTemp[0]+ operatorTemp[0]+numsTemp[1]+")"+ operatorTemp[1]+"("+numsTemp[2]+operatorTemp[2]+numsTemp[3]+")";if(evaluateExpression(formula) == 24){System.out.println(formula);}formula = "";// 加括号的第二种情况：  ((a+b)+c)+d,formula += "(("+numsTemp[0]+ operatorTemp[0]+numsTemp[1]+")"+ operatorTemp[1]+numsTemp[2]+")"+operatorTemp[2]+numsTemp[3];if(evaluateExpression(formula) == 24){System.out.println(formula);}formula = "";// 加括号的第三种情况： (a+(b+c))+dformula += "("+numsTemp[0]+operatorTemp[0]+ "(" +numsTemp[1]+operatorTemp[1]+numsTemp[2]+"))"+operatorTemp[2]+numsTemp[3];if(evaluateExpression(formula) == 24){System.out.println(formula);}}}}/** 计算表达式 */public static int evaluateExpression(String expression) {// 创建操作数的stackGenericStack<Integer> operandStack = new GenericStack<Integer>();// 创建操作符的stackGenericStack<Character> operatorStack = new GenericStack<Character>();// 真正的操作数和操作符// 去掉首尾空格java.util.StringTokenizer tokens = new java.util.StringTokenizer(expression, "()+-/*", true);// 步骤1：搜索tokenwhile (tokens.hasMoreTokens()) {String token = tokens.nextToken().trim(); // 压缩一个tokenif (token.length() == 0) // 为空时continue; // 返回到循环压缩下一个字符else if (token.charAt(0) == '+' || token.charAt(0) == '-') {// Process all +, -, *, / in the top of the operator stack// 把所有的 +,-,*,/ 都放在operator栈中while (!operatorStack.isEmpty()&& (operatorStack.peek() == '+' || operatorStack.peek() == '-'|| operatorStack.peek() == '*' || operatorStack.peek() == '/')) {processAnOperator(operandStack, operatorStack);}// 把 + 或者 - 放进operator stack中operatorStack.push(token.charAt(0));} else if (token.charAt(0) == '*' || token.charAt(0) == '/') {while (!operatorStack.isEmpty()&& (operatorStack.peek() == '*' || operatorStack.peek() == '/')) {processAnOperator(operandStack, operatorStack);}operatorStack.push(token.charAt(0));} else if (token.trim().charAt(0) == '(') {operatorStack.push('(');} else if (token.trim().charAt(0) == ')') {while (operatorStack.peek() != '(') {processAnOperator(operandStack, operatorStack);}operatorStack.pop();} else {operandStack.push(new Integer(token));}}while (!operatorStack.isEmpty()) {processAnOperator(operandStack, operatorStack);}// 返回结果return operandStack.pop();}public static void processAnOperator(GenericStack<Integer> operandStack,GenericStack<Character> operatorStack) {char op = operatorStack.pop();int op1 = operandStack.pop();int op2 = operandStack.pop();if (op == '+')operandStack.push(op2 + op1);else if (op == '-')operandStack.push(op2 - op1);else if (op == '*')operandStack.push(op2 * op1);else if (op == '/'){operandStack.push(0);}}/*** 产生数的排列* @param v* @param left* @param right*/public static void perm(int[] v, int left, int right) {if (left == right) {int[] temp = new int[v.length];for (int i = 0; i < v.length; i++) {temp[i] = v[i];}resultList.add(temp);} else {for (int i = left; i <= right; i++) {swap(v, left, i);perm(v, left + 1, right);swap(v, left, i);}}}/*** 产生操作符的排列* @param v* @param left* @param right*/public static void perm(String[] v, int left, int right) {if (left == right) {String[] temp = new String[v.length];for (int i = 0; i < v.length; i++) {temp[i] = v[i];}operatorList.add(temp);} else {for (int i = left; i <= right; i++) {swap(v, left, i);perm(v, left + 1, right);swap(v, left, i);}}}private static void swap(int[] v, int left, int i) {int temp = v[left];v[left] = v[i];v[i] = temp;}private static void swap(String[] v, int left, int i) {String temp = v[left];v[left] = v[i];v[i] = temp;}public static void main(String[] args){int a = (int)(Math.random()*9+1);int b = (int)(Math.random()*9+1);int c = (int)(Math.random()*9+1);int d = (int)(Math.random()*9+1);int[] nums = {a,b,c,d};
//                int[] nums = {7,3,9,7};
//                int[] nums = {3,4,8,3};System.out.println("生成的四个数字为:"+a+" "+b+" "+c+" "+d);System.out.println("所有的表达式为:");findAllSolution(nums);}
}

测试数据如下：

采用的是随机生成的四个数字，并求出能否得到24点。

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