You have 4 cards each containing a number from 1 to 9. You need to judge whether they could operated through */+-()to get the value of 24.

Example 1:

Input: [4, 1, 8, 7]
Output: True
Explanation: (8-4) * (7-1) = 24

Example 2:

Input: [1, 2, 1, 2]
Output: False

Note:

  1. The division operator / represents real division, not integer division. For example, 4 / (1 - 2/3) = 12.
  2. Every operation done is between two numbers. In particular, we cannot use - as a unary operator. For example, with [1, 1, 1, 1] as input, the expression -1 - 1 - 1 - 1 is not allowed.
  3. You cannot concatenate numbers together. For example, if the input is [1, 2, 1, 2], we cannot write this as 12 + 12.

这道题就是经典的24点游戏了,记得小时候经常玩这个游戏,就是每个人发四张牌,看谁最快能算出24,这完全是脑力大比拼啊,不是拼的牌技。玩的多了,就会摸出一些套路来,比如尽量去凑2和12,3和8,4和6等等,但是对于一些特殊的case,比如 [1, 5, 5, 5] 这种,正确的解法是 5 * (5 - 1 / 5),一般人都会去试加减乘,和能整除的除法,而像这种带小数的确实很难想到,但是程序计算就没问题,可以遍历所有的情况,这也是这道题的实际意义所在吧。那么既然是要遍历所有的情况,我们应该隐约感觉到应该是要使用递归来做的。我们想,任意的两个数字之间都可能进行加减乘除,其中加法和乘法对于两个数字的前后顺序没有影响,但是减法和除法是有影响的,而且做除法的时候还要另外保证除数不能为零。我们要遍历任意两个数字,然后对于这两个数字,尝试各种加减乘除后得到一个新数字,将这个新数字加到原数组中,记得原来的两个数要移除掉,然后调用递归函数进行计算,我们可以发现每次调用递归函数后,数组都减少一个数字,那么当减少到只剩一个数字了,就是最后的计算结果,所以我们在递归函数开始时判断,如果数组只有一个数字,且为24,说明可以算出24,结果res赋值为true返回。这里我们的结果res是一个全局的变量,如果已经为true了,就没必要再进行运算了,所以第一行应该是判断结果res,为true就直接返回了。我们遍历任意两个数字,分别用p和q来取出,然后进行两者的各种加减乘除的运算,将结果保存进数组临时数组t,记得要判断除数不为零。然后将原数组nums中的p和q移除,遍历临时数组t中的数字,将其加入数组nums,然后调用递归函数,记得完成后要移除数字,恢复状态,这是递归解法很重要的一点。最后还要把p和q再加回原数组nums,这也是还原状态,参见代码如下:

解法一:

class Solution {
public:
bool judgePoint24(vector<int>& nums) {
bool res = false;
double eps = 0.001;
vector<double> arr(nums.begin(), nums.end());
helper(arr, eps, res);
return res;
}
void helper(vector<double>& nums, double eps, bool& res) {
if (res) return;
if (nums.size() == ) {
if (abs(nums[] - ) < eps) res = true;
return;
}
for (int i = ; i < nums.size(); ++i) {
for (int j = ; j < i; ++j) {
double p = nums[i], q = nums[j];
vector<double> t{p + q, p - q, q - p, p * q};
if (p > eps) t.push_back(q / p);
if (q > eps) t.push_back(p / q);
nums.erase(nums.begin() + i);
nums.erase(nums.begin() + j);
for (double d : t) {
nums.push_back(d);
helper(nums, eps, res);
nums.pop_back();
}
nums.insert(nums.begin() + j, q);
nums.insert(nums.begin() + i, p);
}
}
}
};

来看一种很不同的递归写法,这里将加减乘除操作符放到了一个数组ops中。并且没有用全局变量res,而是让递归函数带有bool型返回值。在递归函数中,还是要先看nums数组的长度,如果为1了,说明已经计算完成,直接看结果是否为0就行了。然后遍历任意两个数字,注意这里的i和j都分别从0到了数组长度,而上面解法的j是从0到i,这是因为上面解法将p - q, q - p, q / q, q / p都分别列出来了,而这里仅仅是nums[i] - nums[j], nums[i] / nums[j],所以i和j要交换位置,但是为了避免加法和乘法的重复计算,我们可以做个判断,还有别忘记了除数不为零的判断,i和j不能相同的判断。我们建立一个临时数组t,将非i和j位置的数字都加入t,然后遍历操作符数组ops,每次取出一个操作符,然后将nums[i]和nums[j]的计算结果加入t,调用递归函数,如果递归函数返回true了,那么就直接返回true。否则移除刚加入的结果,还原t的状态,参见代码如下:

解法二:

class Solution {
public:
bool judgePoint24(vector<int>& nums) {
double eps = 0.001;
vector<char> ops{'+', '-', '*', '/'};
vector<double> arr(nums.begin(), nums.end());
return helper(arr, ops, eps);
}
bool helper(vector<double>& nums, vector<char>& ops, double eps) {
if (nums.size() == ) return abs(nums[] - ) < eps;
for (int i = ; i < nums.size(); ++i) {
for (int j = ; j < nums.size(); ++j) {
if (i == j) continue;
vector<double> t;
for (int k = ; k < nums.size(); ++k) {
if (k != i && k != j) t.push_back(nums[k]);
}
for (char op : ops) {
if ((op == '+' || op == '*') && i > j) continue;
if (op == '/' && nums[j] < eps) continue;
switch(op) {
case '+': t.push_back(nums[i] + nums[j]); break;
case '-': t.push_back(nums[i] - nums[j]); break;
case '*': t.push_back(nums[i] * nums[j]); break;
case '/': t.push_back(nums[i] / nums[j]); break;
}
if (helper(t, ops, eps)) return true;
t.pop_back();
}
}
}
return false;
}
};

讨论:博主在调试的时候,遇到了这个test case: [1, 3, 4, 6],返回的是true,但是博主心算了一会,并没有想出其是如何算出24的。所以博主在想,能不能修改下代码,使得其能将运算的过程返回出来。其实并不难改,基于解法二来改一下,我们发现,计算后的结果被存入了临时数组t,进行下一次递归,我们需要将这个过程保存下来,用一个字符串数组,比如"1+3",或者"1-3"等等,这个数组跟数组t大小相同,操作基本相同,同时需要被传入到下一次递归函数中,而在下一次递归函数中,数组t中取出的就是4和-2,但是字符串数组就可以取出"1+3"和"1-3",我们就可以继续和别的数进行计算了,比如要乘以4,我们需要给取出的字符串加上括号,就变成了(1+3)*4了,就通过这种方法就可以将过程返回了,运行test case: [1, 3, 4, 6],返回得到:

(6/(1-(3/4)))

没有问题,还有就是,由于组成24的方法可能不止1种,我们可以将所有情况都返回,那么我们的递归函数就不要有返回值,这样可以遍历完所有的情况,对于test case: [1, 2, 3, 8],返回如下:

((8-2)*(1+3))
(8/(1-(2/3)))
(3/((2-1)/8))
(3*(8/(2-1)))
(8*(3*(2-1)))
(2*(1+(3+8)))
(8/((2-1)/3))
(3*(8*(2-1)))
((1+3)*(8-2))
((3*8)/(2-1))
(8*(3/(2-1)))
((3*8)*(2-1))
(2*(8+(1+3)))
((2-1)*(3*8))
(2*(3+(1+8)))

被惊到了有木有!居然有这么多种计算方法可以得到24~ (修改后的代码贴在了评论区二楼 :)

参考资料:

https://leetcode.com/problems/24-game/

https://leetcode.com/problems/24-game/discuss/107685/679-24-game-c-recursive

https://leetcode.com/problems/24-game/discuss/107673/java-easy-to-understand-backtracking

LeetCode All in One 题目讲解汇总(持续更新中...)

[LeetCode] 24 Game 二十四点游戏的更多相关文章

  1. 二十四点算法 java实现

    问题: 给出四个数,不可以重复使用,可以用+ - * /和括号,怎么得出24? 代码: //return -1 表示当前方法不行 private int workByStep(int op,int n ...

  2. HNU 12886 Cracking the Safe 二十四点的判断

    经典的一个题,今天竟然写跪了…… 题意: 给你4个数字,让你判断是否能通过四则运算和括号,凑成24点. 思路: 暴力枚举运算顺序和运算符. 代码: #include <iostream> ...

  3. CCF-CSP题解 201903-2 二十四点

    可枚举. 写栈的主要思想是:一个数栈\(numSta\),一个运算符栈\(opSta\).遇到一个运算符,就把之前优先级\(equal\ or\ greater\ than\)它的运算符处理掉. #i ...

  4. 201903-2 二十四点 Java

    思路: 数据结构中,栈可以解决运算的问题.利用压栈和弹栈操作实现(这里用队列模拟).具体的: 遇到乘除号,弹出栈顶元素,将计算结果压入栈中.遇到加减号,将后面的数一起压入栈中. 注意: substri ...

  5. CCF201903-2二十四点

    思路描述:最开始的思路是拿一个栈来存储数据和符号,在动手实践的过程中发现行不通,单个数字的char和int转换可以,但是加起来的数据两位数字就很难处理了. 然后就去看了看别人的思路,给了我一个很好的启 ...

  6. 第十六次 ccf 201903-2 二十四点

    题意: 计算数学表达式的值, 数学表达式的定义: 4个[0-9]表示数字的字符 ,3个[+-x/]表示运算的字符 可以用正则为: ([0-9][+-x/]){3}[0-9] 例如: 5+2/1x3 2 ...

  7. 201903-2 CCF 二十四点

    题面: 考场写的30分== #include<bits/stdc++.h> using namespace std; stack<int>st; stack<char&g ...

  8. CSP201903-2二十四点

    如图所示先处理乘号和除号,再处理加减. #include<bits/stdc++.h> using namespace std; ];int main(){ int n; cin>& ...

  9. 【Visual C++】游戏开发五十六 浅墨DirectX教程二十三 打造游戏GUI界面(一)

    本系列文章由zhmxy555(毛星云)编写,转载请注明出处. 文章链接:http://blog.csdn.net/poem_qianmo/article/details/16384009 作者:毛星云 ...

随机推荐

  1. DataTables ajax + bootstrap 分页/搜索/排序/常见问题

    最近学校的网站建设需要,尝试使用了下Jquery dataTables控件,接触过C#的人都知道,C#中也含有一个DataTable,但它和我们今天讨论的东西无关 我使用的是官网最新的DataTabl ...

  2. java基础笔记(6)----面向对象的三大特性

    简介:面向对象的三大特性就是封装,继承,多态,是面向对象的核心. 封装 简介:封装是类的边界,可以对数据起到保护作用 特性:属性私有,提供公开的get/set方法 属性私有:private 数据类型 ...

  3. Java基础学习(二)

    软件设计原则: 为了提高软件的开发效率,降低软件开发成本,一个优良的软件系统应该具有以下特点: 1,可重用性:遵循DRY原则,减少软件中的重复代码. 2,可拓展性:当软件需要升级增加新的功能,能够在现 ...

  4. jquery empty()方法在IE下报错的解决办法

    empty()在IE中没反应的办法: 用原生的js解决: try { $("#id" ).empty(); } catch (e) { $("#id")[0]. ...

  5. 敏捷冲刺每日报告三(Java-Team)

    第三天报告(10.27  周五) 团队:Java-Team 成员: 章辉宇(284) 吴政楠(286) 陈阳(PM:288) 韩华颂(142) 胡志权(143) github地址:https://gi ...

  6. python array 使用创建10万浮点数

    from array import array from random floats = array('d',random((for i in range(10**7)) fp = open('flo ...

  7. 2017-2018-1 我爱学Java 第二周 作业

    Android Game Discussion Questions Answers 20162309邢天岳 20162311张之睿 20162312张家铖 20162313苑洪铭 20162324春旺 ...

  8. Autowired注解

    package com.how2java.pojo; import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired; public cla ...

  9. nyoj 苹果

    苹果 时间限制:3000 ms  |  内存限制:65535 KB 难度:3   描述 ctest有n个苹果,要将它放入容量为v的背包.给出第i个苹果的大小和价钱,求出能放入背包的苹果的总价钱最大值. ...

  10. 新概念英语(1-5)Nice to meet you.

    Is Chang-woo Chinese? Blake:Good morning. B:Good morning, Mr Blake. Blake:This is Miss Sophie Dupont ...