c语言实现加减乘除24算法

加减乘除24是一种扑克牌游戏，在一副扑克中随机抽取4张牌，使用牌上面的数字通过加减乘除计算出结果等于24的组合，先算出来的人获胜。曾经在学校的时候，实现过了这样的算法，列举出所有组合。现在发出来当做记录吧。

ac_cal24.h

#ifndef AC_CAL24_H
#define AC_CAL24_H
/// <summary>
/// 计算4个数加减乘除等于24的所有组合
/// </summary>
/// <param name="a">[in]数字1</param>
/// <param name="b">[in]数字2</param>
/// <param name="c">[in]数字3</param>
/// <param name="d">[in]数字4</param>
/// <param name="strResult">[out]结果缓存</param>
/// <param name="strResultLen">[in]结果缓存长度</param>
/// <param name="numberWritten">[out]实际写入结果缓存长度</param>
/// <returns>结果总长度：指示结果的真实长度，如果结果缓存长度较小时，结果缓存的内容是不完整的，只有结果缓存长度大于此返回值，结果才是完整的</returns>
int acf_cal24Point(int a, int b, int c, int d, char* strResult, int strResultLen,int* numberBytesWritten);
#endif

ac_cal24.c

#include "ac_cal24.h"
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
static  double getResult(double a, double b, int ch);
static  double getCalResult(double num[4], int i, int j, int k, int l);
static   char transferC(int n);
int acf_cal24Point(int a, int b, int c, int d, char* strResult, int strResultLen, int* numberWritten)
{char  strOneLine[128];double num[] = { a, b, c, d };double tNum[4];double result;int i, j, k, l, m;int i1, j1, k1, l1;j = -1; k = 0; l = 0; m = 0;int pos = 0;int len;int sumLen = 0;/*********************************************/for (i = 0; i < 24; i++)/*计算所有排列方式*/{if (i % 6 == 0){k = -1;j++;}if (i % 2 == 0){k++; l = -1; m = -1;}if (k == 4)k = 0;k = k % 4;while (k == j){k++;}l++;if (l == 4)l = 0;l = l % 4;while (l == k || l == j){l++;}m++;if (m == 4)m = 0;m = m % 4;while (m == j || m == k || m == l){m++;if (m == 4)m = 0;m = m % 4;}if (k > 3){if (k == 4)k = 0;k = k % 4;}if (l > 3){if (k == l)l = 0;l = l % 4;}if (m > 3){if (l == 4)l = 0;m = m % 4;}//将一次结果放入临时数组中tNum[0] = num[j];tNum[1] = num[k];tNum[2] = num[l];tNum[3] = num[m];//对此排列方式加入加减乘除进行计算for (i1 = 0; i1 < 4; i1++)//3个运算符4种情况+-*/排列组合for (j1 = 0; j1 < 4; j1++)for (k1 = 0; k1 < 4; k1++){for (l1 = 0; l1 < 4; l1++)//加括号4种情况（1）不加；（2）前2个数；（3）前2个数后2个数；（4）前三个数；{result = getCalResult(tNum, i1, j1, k1, l1);//计算，ijk为运算符，l为括号标记if (result == 24.00)//判断输出结果{char c1, c2, c3;c1 = transferC(i1);c2 = transferC(j1);c3 = transferC(k1);switch (l1){case 0:sprintf(strOneLine, "%d%c%d%c%d%c%d=24\n", (int)tNum[0], c1, (int)tNum[1], c2, (int)tNum[2], c3, (int)tNum[3]);break; case 1:sprintf(strOneLine, "(%d%c%d)%c%d%c%d=24\n", (int)tNum[0], c1, (int)tNum[1], c2, (int)tNum[2], c3, (int)tNum[3]);break; case 2:sprintf(strOneLine, "(%d%c%d)%c(%d%c%d)=24\n", (int)tNum[0], c1, (int)tNum[1], c2, (int)tNum[2], c3, (int)tNum[3]);break; case 3:sprintf(strOneLine, "(%d%c%d%c%d)%c%d=24\n", (int)tNum[0], c1, (int)tNum[1], c2, (int)tNum[2], c3, (int)tNum[3]);break;default:break;}len = strlen(strOneLine);if (pos + len < strResultLen){memcpy(strResult + pos, strOneLine, len);     sumLen += len;}                   pos += len;}}}}if(numberWritten)*numberWritten = sumLen;return pos;
}static  double getResult(double a, double b, int ch)//根据给定运算符给出2数计算结果
{switch (ch){case 0:return a + b;case 1: return a - b;case 2: return a * b;case 3:if (b == 0)return 20000000;return a / b;default: return 0;}
}
static  double getCalResult(double num[4], int i, int j, int k, int l)
{double a1, a2, a3;//暂时存放结果的变量int b1, b2, b3, pure;//与上面变量a1,a2,a3对应的判断符（c没bool），pure为特殊判断b1 = 0; b2 = 0; b3 = 0; pure = 0; a1 = 0; a2 = 0; a3 = 0;/***************************//*第一部分*运算符i/*****************************/if (l == 0 || l == 3)//括号（1）不加；（2）前2个数；（3）前2个数后2个数；（4）前三个数；{if (i >= 2)//大于等于2为乘或除 必得出a1{//a1=num[0]*num[1];a1 = getResult(num[0], num[1], i);/*因为是情况（1）或（4）且第一个运算符为乘除，
可以直接运算得到第一个数a1;1*1 */b1 = 1;}}else if (l == 1 || l == 2)//括号（2）前2个数；（3）前2个数后2个数；必得出a1{a1 = getResult(num[0], num[1], i);b1 = 1;}/*************************//*第一部分*运算符j/*************************//*第二部分*/if (l == 0 || l == 1)//括号（1）不加；（2）前2个数；{if (j >= 2)//大于等于2为乘或除{if (b1 == 1){//a2=num[2]*a1;a2 = getResult(a1, num[2], j);//a1有值且与下一个数是乘除，直接与下一数计算；(1?1)*1或1*1*1b2 = 1;}else{//a1=num[1]*num[2];a1 = getResult(num[1], num[2], j);//a1没值，第2位与第3位数想乘除b1 = 1;}}else//j为加减{pure = 1;//a1=第1位第2位数计算结果且与第3位数没有必须计算关系
//a1=num[0]+num[1];a1 = getResult(num[0], num[1], i);b1 = 1;}}else if (l == 3)//括号（4）前三个数； 必得出a2{  //按无括号的加减乘除优先级继续运算if (b1 == 1){a2 = getResult(a1, num[2], j);b2 = 1;}else{if (j >= 2)//大于等于2为乘或除{a1 = getResult(num[1], num[2], j);b1 = 1;a2 = getResult(num[0], a1, i);b2 = 1;}else{a1 = getResult(num[0], num[1], i);b1 = 1;a2 = getResult(a1, num[2], j);b2 = 1;}}}/*************************//*第二部分*运算符k/*************************//*第三部分*/if (l == 2)//括号（3）前2个数后2个数；{a2 = getResult(num[2], num[3], k);b2 = 1;a3 = getResult(a1, a2, j);b3 = 1;}else{if (k >= 2)//大于等于2为*/{if (pure == 1)//a1=前2个数，说明j为+-{    //a2=num[2]*num[3];a2 = getResult(num[2], num[3], k);b2 = 1;//a3=a1+a2;a3 = getResult(a1, a2, j);b3 = 1;}else if (b1 == 1 && b2 != 1)//a1=中间2个数，说明i为+-{//a2=num[3]*a1;a2 = getResult(a1, num[3], k);b2 = 1;// a3=num[0]+a2;a3 = getResult(num[0], a2, i);b3 = 1;}else if (b2 == 1)//剩最后一位数{//   a3=num[3]*a2;a3 = getResult(a2, num[3], k);b3 = 1;}}else//小于2为+-if (pure == 1)//a1=前2个数，说明j为+-{//a2=a1+num[2];a2 = getResult(a1, num[2], j);//a3=a2+num[3];a3 = getResult(a2, num[3], k);b3 = 1;}elseif (b1 == 1 && b2 != 1)//a1=中间2个数，说明i为+-{//a2=num[0]+a1;a2 = getResult(num[0], a1, i);//a3=a2+num[3];a3 = getResult(a2, num[3], k);//a3=getResult(num[1],num[2],j);}elseif (b2 == 1)//剩最后一位数{//a3=num[3]+a2;a3 = getResult(a2, num[3], k);b3 = 1;}}/*************************//*第三部分*/return a3;
}
static   char transferC(int n)//运算符字符化
{char ch;switch (n){case 0:ch = '+';break;case 1:ch = '-';break;case 2:ch = '*';break;case 3:ch = '/';break;default:ch = '0';break;}return ch;
}

main.cpp

extern"C" {
#include"Algorithm/ac_cal24.h"
}unsigned char buf[1024 * 1024];
int main(int argc, char** argv) {int len;acf_cal24Point(5,6,8,3, (char*)buf, 1024 * 1024, &len);buf[len] = 0;printf("%s",buf);
}

输出结果：

(5-6/3)*8=24
(6-5)*8*3=24
(6-5)*(8*3)=24
(6-5)*3*8=24
(6-5)*(3*8)=24
(6*8)/(5-3)=24
(8*6)/(5-3)=24
(8*3)*(6-5)=24
(8*3)/(6-5)=24
(3*8)*(6-5)=24
(3*8)/(6-5)=24

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