24点游戏

小灰灰 2022-06-18 10:40 187阅读 0赞

##    一.问题 ##

随机生成4个代表扑克牌牌面的数字或字母，由用户输入包含这4个数字或字母的运算表达式（可包含括号），如果表达式计算结果为24就代表用户赢了此局，否则失败。

## 二.思路 ##

利用随机发牌函数产生四个1-13的数字，根据所给四个数字，输入字符串并按回车，检查输入的表达式形式是否正确。如果错误，重新输入，否则调用ExpressTransform函数将中缀表达式expMiddle转换为后缀表达式expBack并且输出转换后的后缀表达式，然后调用ExpressComputer函数计算后缀表达式的值。计算结果为24时，赢得此局，否则失败。

**(1)中缀表达式转换为后缀表达式**

从左到右遍历中缀表达式的每个数字和符号，若是数字就输出，即成为后缀表达式的一部分；若是符号，则判断其与栈顶符号的优先级，是右括号或优先级不高于栈顶符号（乘除优先加减）则栈顶元素依次出栈并输出，并将当前符号进栈，一直到最终输出后缀表达式为止。

** **

**(2)后缀表达式求值**

从左到右遍历表达式的每个数字和符号，遇到是数字就进栈，遇到是运算符就将栈顶的两个数字出栈，进行运算，运算结果入栈，一直到最终获得结果。这时送入栈顶的值就是结果。

注意: 1.运算符的优先级处理

2.运算过程中的运算符和运算数的操作处理

## 三.测试 ##

## ![Center][] ##

## 四.运行结果 ##

![SouthEast][]

![SouthEast 1][]

## 五.源代码 ##

// twentyfour.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。
    //作者:马露露
    //平台:Visual Stdio 2015
    //创建时间:2017年4月3日
    //要求:随机生成4个代表扑克牌牌面的数字，由用户输入包含这4个数字的运算表达式（可包含括号），如果表达式计算结果为24则代表用户赢了此局。
    
    #include "stdafx.h"
    
    #include <stdio.h>
    #include <malloc.h>
    #include <stdlib.h> 
    #include <string.h> 
    #include <conio.h>
    #include <time.h>
    #include <ctype.h>	/*字符操作函数*/ 
    
    #define BUFFSIZE 32
    #define COL 128
    #define ROW 64
    
    
    /*定义栈1*/
    typedef struct node
    {
    	int data;
    	struct node  *next;
    }STACK1;
    
    /*定义栈2*/
    typedef struct node2
    {
    	char data;
    	struct node2 *next;
    }STACK2;
    
    /*入栈函数*/
    STACK1 *PushStack(STACK1 *top, int x)
    {
    	STACK1 *p;
    	p = (STACK1 *)malloc(sizeof(STACK1));
    	if (p == NULL)
    	{
    		printf("ERROR\n!");
    		exit(0);
    	}
    	p->data = x;
    	p->next = top;
    	top = p;
    	return top;
    }
    
    /*出栈函数*/
    STACK1 *PopStack(STACK1 *top)
    {
    	STACK1 *q;
    	q = top;
    	top = top->next;
    	free(q);
    	return top;
    }
    
    /*读栈顶元素*/
    int GetTop(STACK1 *top)
    {
    	if (top == NULL)
    	{
    		printf("Stack is null\n");
    		return 0;
    	}
    	/*返回栈顶元素*/
    	return top->data;
    }
    
    /*取栈顶元素，并删除栈顶元素*/
    STACK1 *GetDelTop(STACK1 *top, int *x)
    {
    	*x = GetTop(top);
    	top = PopStack(top);
    	return top;
    }
    
    int EmptyStack(STACK1 *top) /*判栈是否为空*/
    {
    	if (top == NULL)
    		return 1;
    	return 0;
    }
    
    /*入栈函数*/
    STACK2 *PushStack2(STACK2 *top, char x)
    {
    	STACK2 *p;
    	p = (STACK2 *)malloc(sizeof(STACK2));
    	if (p == NULL)
    	{
    		printf("error\n!");
    		exit(0);
    	}
    	p->data = x;
    	p->next = top;
    	top = p;
    	return top;
    }
    
    /*出栈*/
    STACK2 *PopStack2(STACK2 *top)
    {
    	STACK2 *q;
    	q = top;
    	top = top->next;
    	free(q);
    	return top;
    }
    
    /*读栈顶元素*/
    char GetTop2(STACK2 *top)
    {
    	if (top == NULL)
    	{
    		printf("Stack is null\n");
    		return 0;
    	}
    	return top->data;
    }
    
    /*取栈顶元素，并删除栈顶元素*/
    STACK2 *GetDelTop2(STACK2 *top, char *x)
    {
    	*x = GetTop2(top);
    	top = PopStack2(top);
    	return top;
    }
    
    /*判栈是否为空*/
    int EmptyStack2(STACK2 *top)
    {
    	if (top == NULL)
    		return 1;
    	else
    		return 0;
    }
    
    /*随机发牌函数*/
    void GenCard()
    {
    	int num, i;
    	srand((unsigned)time(NULL));
    	for (i = 0; i<4; i++)
    	{
    		num = rand() % 13 + 1; /*大小随机数*/
    		printf("%d ", num);
    	}
    }
    
    /*中缀字符串e转后缀字符串a函数*/
    void ExpressTransform(char *expMiddle, char *expBack)
    {
    	STACK2 *top = NULL; /* 定义栈顶指针*/
    	int i = 0, j = 0;
    	char ch;
    	while (expMiddle[i] != '\0')
    	{
    		/*判断字符是数字*/
    		if (isdigit(expMiddle[i]))
    		{
    			do {
    				expBack[j] = expMiddle[i];
    				i++; j++;
    			} while (expMiddle[i] != '.');
    			expBack[j] = '.';
    			j++;
    		}
    		/*处理“(”*/
    		if (expMiddle[i] == '(')
    			top = PushStack2(top, expMiddle[i]);
    		/*处理“)”*/
    		if (expMiddle[i] == ')')
    		{
    			top = GetDelTop2(top, &ch);
    			while (ch != '(')
    			{
    				expBack[j] = ch;
    				j++;
    				top = GetDelTop2(top, &ch);
    			}
    		}
    		/*处理加或减号*/
    		if (expMiddle[i] == '+' || expMiddle[i] == '-')
    		{
    			if (!EmptyStack2(top))
    			{
    				ch = GetTop2(top);
    				while (ch != '(')
    				{
    					expBack[j] = ch;
    					j++;
    					top = PopStack2(top);
    					if (EmptyStack2(top))
    						break;
    					else
    						ch = GetTop2(top);
    				}
    			}
    			top = PushStack2(top, expMiddle[i]);
    		}
    		/*处理乘或除号*/
    		if (expMiddle[i] == '*' || expMiddle[i] == '/')
    		{
    			if (!EmptyStack2(top))
    			{
    				ch = GetTop2(top);
    				while (ch == '*' || ch == '/')
    				{
    					expBack[j] = ch;
    					j++;
    					top = PopStack2(top);
    					if (EmptyStack2(top))
    						break;
    					else
    						ch = GetTop2(top);
    				}
    			}
    			top = PushStack2(top, expMiddle[i]);
    		}
    		i++;
    	}
    	while (!EmptyStack2(top))
    		top = GetDelTop2(top, &expBack[j++]);
    	expBack[j] = '\0';
    }
    
    /*后缀表达式求值函数*/
    int ExpressComputer(char *s)
    {
    	STACK1 *top = NULL;
    	int i, k, num1, num2, result;
    	i = 0;
    	while (s[i] != '\0')  /*当字符串没有结束时作以下处理*/
    	{
    		if (isdigit(s[i])) /*判字符是否为数字*/
    		{
    			k = 0;  /*k初值为0*/
    			do {
    				k = 10 * k + s[i] - '0';  /*将字符连接为十进制数字*/
    				i++;   /*i加1*/
    			} while (s[i] != '.'); /*当字符不为‘.’时重复循环*/
    			top = PushStack(top, k); /*将生成的数字压入堆栈*/
    		}
    		if (s[i] == '+')  /*如果为'+'号*/
    		{
    			top = GetDelTop(top, &num2); /*将栈顶元素取出存入num2中*/
    			top = GetDelTop(top, &num1);  /*将栈顶元素取出存入num1中*/
    			result = num2 + num1;  /*将num1和num2相加存入result中*/
    			top = PushStack(top, result);  /*将result压入堆栈*/
    		}
    		if (s[i] == '-')  /*如果为'-'号*/
    		{
    			top = GetDelTop(top, &num2); /*将栈顶元素取出存入num2中*/
    			top = GetDelTop(top, &num1); /*将栈顶元素取出存入num1中*/
    			result = num1 - num2; /*将num1减去num2结果存入result中*/
    			top = PushStack(top, result); /*将result压入堆栈*/
    		}
    		if (s[i] == '*')  /*如果为'*'号*/
    		{
    			top = GetDelTop(top, &num2); /*将栈顶元素取出存入num2中*/
    			top = GetDelTop(top, &num1); /*将栈顶元素取出存入num1中*/
    			result = num1*num2; /*将num1与num2相乘结果存入result中*/
    			top = PushStack(top, result); /*将result压入堆栈*/
    		}
    		if (s[i] == '/') /*如果为'/'号*/
    		{
    			top = GetDelTop(top, &num2); /*将栈顶元素取出存入num2中*/
    			top = GetDelTop(top, &num1); /*将栈顶元素取出存入num1中*/
    			result = num1 / num2;               /*将num1除num2结果存入result中*/
    			top = PushStack(top, result); /*将result压入堆栈*/
    		}
    		i++;  /*i加1*/
    	}
    	top = GetDelTop(top, &result); /*最后栈顶元素的值为计算的结果*/
    	return result;  /*返回结果*/
    }
    
    /*检查输入的表达式是否正确*/
    int CheckExpression(char *e)
    {
    	int i = 0;
    	while (e[i] != '\0')
    	{
    		if (isdigit(e[i]))
    		{
    			if (isdigit(e[i + 1]))
    			{
    				i++;
    				continue;
    			}
    			if (e[i + 1] != '.')
    			{
    				printf("\n所输入的表达式形式错误!!\n");
    				return 0;
    			}
    			i++;
    		}
    		i++;
    	}
    	return 1;
    }
    
    /*主函数*/
    int main()
    {
    	char expMiddle[BUFFSIZE], expBack[BUFFSIZE], ch;
    	int i, result;
    	int d = 0;
    	system("cls");
    	printf("*******************************************\n");
    	printf("*    欢迎来到经典益智游戏——24点游戏!    *\n");
    	printf("*           输入表达式形式如下:           *\n");
    	printf("*              10.*(5.-3.)+4.             *\n");
    	printf("*******************************************\n");
    	system("pause");
    	while (1)
    	{
    		printf("\n随机生成的四个数字是: ");
    		GenCard();
    		printf("\n");
    		do {
    			printf("请输入正确的表达式:\n");
    			/*输入字符串压回车键*/
    			scanf("%s%c", expMiddle, &ch);
    			/*检查输入的表达式是否正确*/
    		} while (!CheckExpression(expMiddle));
    
    		printf("%s\n", expMiddle);
    		/*调用ExpressTransform函数将中缀表达式expMiddle转换为后缀表达式expBack*/
    		ExpressTransform(expMiddle, expBack);
    		/*计算后缀表达式的值*/
    		result = ExpressComputer(expBack);
    		printf("该表达式 %s 计算结果为:%d.\n", expMiddle, result);
    		if (result == 24)
    		{
    			printf("恭喜，您答对了!\n");
    			d = d + 1;
    			printf("积分为:%d\n", d);
    		}
    		else
    		{
    			printf("遗憾，您答错了!\n");
    			d = d - 1;
    			printf("积分为:%d\n", d);
    		}
    		printf("您还想在玩一次吗(y/n)?\n");
    		scanf("%c", &ch);
    		if (ch == 'n' || ch == 'N')
    			break;
    	}
    	return 0;
    }

[Center]: /images/20220618/b355af14a30a4fe1bcf2738fd57d251b.png
[SouthEast]: /images/20220618/b9646d5183214a2a97c73e4103d307ec.png
[SouthEast 1]: /images/20220618/419bb2bbc39641c9abc1b5b172b3ceb7.png