[24点计算器]C++ 24点计算器

特性：数字数量、目标答案不限，当然数据大了会很慢...

　　　基本可以去除所有本质相同的表达式...至少能等出结果的数据规模可以。。

        安卓：http://yun.baidu.com/s/1slCGILn

程序用法：

　　输入n，tar，lim；分别表示n个数，目标答案，最多计算lim个解（0表示输出所有解）

　　然后输入n个数字

　　例：　　4 24 3

　　　　　　1 2 3 4

　　　　　　表示4个数字1，2，3，4要算出24的前三个解

　　　　　　一般6个数找所有答案开O2需要一分半吧。。

思路（当然是爆枚咯。。。）：

由于中缀表达式枚举括号比较麻烦，所以用后缀表达式枚举运算符，最后再把后缀转成中缀输出即可。

但这样还枚举不全，需要枚举数字的全排列再把运算符填进去。

这样虽然可以枚举所有情况，但是因为交换律的存在大量重复出现（比如2*3*4  3*2*4...）所以要去重。。

由于本人能力有限，，所以用了奇怪的方法，，不过效果还不错，方法如下。

　　随机生成若干个（程序里是4个）数组，和原数组匹配，然后用同样的运算符计算各个数组，把答案打包存进map有重复不输出即可

　　例:

　　　　比如当前枚举的运算方法是(a+b)/c*d

　　　　原数组：

　　　　　　w　　x　　y　　z　　　　==>(w+x)/y*z

　　　　随机数组：

　　　　　　a[0][0] a[0][1] a[0][2] a[0][3]　　　==>(a[0][0]+a[0][1])/a[0][2]*a[0][3]=A

　　　　　　a[1][0] a[1][1] a[1][2] a[1][3]　　　==>(a[1][0]+a[1][1])/a[1][2]*a[1][3]=B

　　　　　　a[2][0] a[2][1] a[2][2] a[2][3]　　　==>(a[2][0]+a[2][1])/a[2][2]*a[2][3]=C

　　　　　　......

　　　　　　把{A,B,C,....}放到map里

　　　　当枚举到(b+a)/c*d的时候发现

　　　　　　x      w　　y　　z　　　　==>(x+w)/y*z

　　　　　　a[0][1] a[0][0] a[0][2] a[0][3]　　　==>(a[0][1]+a[0][0])/a[0][2]*a[0][3]=D

　　　　　　a[1][1] a[1][0] a[1][2] a[1][3]　　　==>(a[1][1]+a[1][0])/a[1][2]*a[1][3]=E

　　　　　　a[2][1] a[2][0] a[2][2] a[2][3]　　　==>(a[2][1]+a[2][0])/a[2][2]*a[2][3]=F

 　　　　　　此时{A,B,C,...}=={D,E,F,...}说明(a+b)/c*d和(b+a)/c*d是同样的表达式，那么不输出即可。

　　代码如下

#include <bits/stdc++.h>

using namespace std;

const int base=10;

int    n,a[100],vec[100],tar,trw=1,Cnt;
int    test[100][2],testb[100][2];
bool    visited[100];

const char op_list[4]={'+','-','*','/'};

struct T
{
    double    aa,bb;
    bool    operator<(const T temp)const
    {
        if(fabs(aa-temp.aa)>1e-3) return aa<temp.aa;
        if(fabs(bb-temp.bb)>1e-3) return bb<temp.bb;
        return false;
    }
};

struct Expr
{
    string str;
    char op;
    Expr(){op=' ';}
};


vector<int>    op[100];
map<T,bool> Map;

void    Init_random_list()
{
    srand(time(0));
    for(int j=0;j<2;++j) for(int i=0;i<n;++i) test[i][j]=rand()%(base*10);
    for(int i=0;i<n;++i) for(int j=i+1;j<n;++j)
    if(a[i]==a[j]) for(int k=0;k<2;++k) test[j][k]=test[i][k];
    return ;
}
double    C()
{
    stack<double>    S;
    stack<double>    r[2];
    for(int i=0;i<n;++i)
    {
        S.push(vec[i]);
        for(int j=0;j<(int)op[i].size();++j)
        {
            double t1=S.top(); S.pop();
            double t2=S.top(); S.pop();
            if(op[i][j]==0) S.push(t2+t1);
            if(op[i][j]==1) S.push(t2-t1);
            if(op[i][j]==2) S.push(t2*t1);
            if(op[i][j]==3) S.push(t2/t1);
        }
    }
    if(fabs(S.top()-(double)tar)<1e-8)
    {
        for(int i=0;i<n;++i)
        {
            for(int k=0;k<2;++k)
            {
                r[k].push(testb[i][k]);
                for(int j=0;j<(int)op[i].size();++j)
                {
                    double t1=r[k].top(); r[k].pop();
                    double t2=r[k].top(); r[k].pop();
                    if(op[i][j]==0) r[k].push(t2+t1);
                    if(op[i][j]==1) r[k].push(t2-t1);
                    if(op[i][j]==2) r[k].push(t2*t1);
                    if(op[i][j]==3) r[k].push(t2/t1);
                }
            }
        }
        T temp=(T){r[0].top(),r[1].top()};
        if(Map[temp])return -1e100;
        Map[temp]=true;
    }
    return S.top();
}

void    Pr()
{
    Cnt++;
    
    Expr temp;
    stack<Expr> S;

    for(int i=0;i<n;++i)
    {
        char temp_str[110];
        sprintf(temp_str,"%d",vec[i]);
        temp.str=temp_str;
        temp.op=' ';

        S.push(temp);
        for(int j=0;j<(int)op[i].size();++j)
        {
            Expr t1,t2;
            t2=S.top(); S.pop();
            t1=S.top(); S.pop();
            if(op[i][j]>1 && (t1.op=='+' || t1.op=='-' || t2.op=='+' || t2.op=='-'))
            {
                if(t1.op=='+' || t1.op=='-') t1.str=" ( "+t1.str+" ) ";
                if(t2.op=='+' || t2.op=='-') t2.str=" ( "+t2.str+" ) ";
                temp.str=t1.str+' '+op_list[op[i][j]]+' '+t2.str;
                temp.op=op_list[op[i][j]];
            }
            else temp.str=t1.str+' '+op_list[op[i][j]]+' '+t2.str,
                temp.op=op_list[op[i][j]];
            S.push(temp);
        }
    }
    printf("%s
",S.top().str.c_str());
    return ;
}

/* Violent enumeration operator */
void    Calc(const int step,const int pos,const int lim)
{
    if(step==n-1) 
    {
        if(fabs(C()-(double)tar)<1e-8)
        {
            Pr();
            if(Cnt==trw)throw 0;
        }
        return ;
    }
    for(int i=max(pos,step+1);i<n;++i)
    {
        for(int j=0;j<=lim;++j)
        {
            op[i].push_back(j);
            if(step+1<=i) Calc(step+1,i,lim);
            op[i].pop_back();
        }
    }
    return ;
}

/* Violent enumeration Permutations */
void    Dfs(const int step,const int lim)
{
    if(step==n)
    {
        try{Calc(0,0,lim);}
        catch(...){throw 0;}
        return ;
    }
    for(int i=0;i<n;++i)
    {
        if(!visited[i])
        {
            visited[i]=true;
            vec[step]=a[i];
            for(int j=0;j<2;++j)
                testb[step][j]=test[i][j];
            Dfs(step+1,lim);
            visited[i]=false;
        }
    }
    return ;
}

int main()
{
    printf("Size of Input:	"); scanf("%d",&n);
    printf("Target Result:	"); scanf("%d",&tar);
    printf("Result limits(0 for no limits):  "); scanf("%d",&trw);

    printf("Input(32bits integers):
");
    for(int i=0;i<n;++i) scanf("%d",&a[i]);

    clock_t start_time=clock();
    Init_random_list();

    printf("========================
");
    //这里会优先选择没有乘除的方案
    //try{Dfs(0,0);}catch(...){}
    //try{Dfs(0,1);}catch(...){}
    //try{Dfs(0,2);}catch(...){}
    try{Dfs(0,3);}catch(...){}
    printf("========================
");

    printf("%d Results Found!
",Cnt);
    printf("%ldms Cost!
",clock()-start_time);
    return 0;
}