有一种叫“二十四点”的游戏,其游戏规则是这样的:任取4个1-13的自然数,将这四个数(每个数只许用一次)
有一种叫“二十四点”的游戏,其游戏规则是这样的:任取4个1-13的自然数,将这四个数(每个数只许用一次)进行加、减、乘、除四种运算,使其结果为24。例如,对于1,2,3,...
有一种叫“二十四点”的游戏,其游戏规则是这样的:任取4个1-13的自然数,将这四个数(每个数只许用一次)进行加、减、乘、除四种运算,使其结果为24。例如,对于1,2,3,4可做运算(1+2+3)×4=24.
现有4个有理数3、4、13、6可通过算式( )使其结果等于24. 展开
现有4个有理数3、4、13、6可通过算式( )使其结果等于24. 展开
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(3 + 13) ÷ 4 × 6=24
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3*((4+-6)+10)
3*(4+(-6+10))
3*((4+10)+-6)
3*(4+(10+-6))
3*((-6+4)+10)
3*(-6+(4+10))
3*((-6+10)+4)
3*(-6+(10+4))
(3*(10-4))--6
3*((10+4)+-6)
3*(10+(4+-6))
3*((10+-6)+4)
3*(10+(-6+4))
4-(-6/(3/10))
4-((-6/3)*10)
4-((-6*10)/3)
4-(-6*(10/3))
((4+-6)+10)*3
(4+(-6+10))*3
4-(10/(3/-6))
4-((10/3)*-6)
4-((10*-6)/3)
4-(10*(-6/3))
((4+10)+-6)*3
(4+(10+-6))*3
((-6+4)+10)*3
(-6+(4+10))*3
((-6+10)+4)*3
(-6+(10+4))*3
(10-(3*-6))-4
10-((3*-6)+4)
(10-4)-(3*-6)
10-(4+(3*-6))
((10-4)*3)--6
(10-4)-(-6*3)
10-(4+(-6*3))
((10+4)+-6)*3
(10+(4+-6))*3
(10-(-6*3))-4
10-((-6*3)+4)
((10+-6)+4)*3
(10+(-6+4))*3
3*(4+(-6+10))
3*((4+10)+-6)
3*(4+(10+-6))
3*((-6+4)+10)
3*(-6+(4+10))
3*((-6+10)+4)
3*(-6+(10+4))
(3*(10-4))--6
3*((10+4)+-6)
3*(10+(4+-6))
3*((10+-6)+4)
3*(10+(-6+4))
4-(-6/(3/10))
4-((-6/3)*10)
4-((-6*10)/3)
4-(-6*(10/3))
((4+-6)+10)*3
(4+(-6+10))*3
4-(10/(3/-6))
4-((10/3)*-6)
4-((10*-6)/3)
4-(10*(-6/3))
((4+10)+-6)*3
(4+(10+-6))*3
((-6+4)+10)*3
(-6+(4+10))*3
((-6+10)+4)*3
(-6+(10+4))*3
(10-(3*-6))-4
10-((3*-6)+4)
(10-4)-(3*-6)
10-(4+(3*-6))
((10-4)*3)--6
(10-4)-(-6*3)
10-(4+(-6*3))
((10+4)+-6)*3
(10+(4+-6))*3
(10-(-6*3))-4
10-((-6*3)+4)
((10+-6)+4)*3
(10+(-6+4))*3
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算法原理:一.首先想到的是用穷举表达式的方法,然后求值。
然而,由于括号的存在,使穷举表达式并非易事。
实际上,括号的作用仅仅是提高运算的优先级而已,
如果我们规定符号的优先级,一样可以达到要求。
具体来说,设四个数为a、b、c、d,运算符为①、②、③,
表达式为a ① b ② c ③ d
如果强制规定①、②、③的优先顺序,就不必考虑括号问题了。
而这3个运算符的运算顺序有3!=6种,分别是:
1.①②③ 2.①③② 3.②①③
4.②③① 5.③①② 6.③②①
等价的表达式分别是:
1.((a@b)@c)@d 2.(a@b)@(c@d) 3.(a@(b@c))@d
4.a@((b@c)@d) 5.(a@b)@(c@d) 6. a@(b@(c@d))
显然,2和5是相同的,因此只考虑5种情况。这样,括号的问题就解决了。
二.接下来,就是生成a、b、c、d的全排列,注意去掉其中的相同排列
三.对这组排列进行以上方法的运算,就可以得到所有的结果了。
注意在运算过程中除法的特殊性--除数不能为零。因为可能会用到除法,
所以要考虑精度问题,这里通过结果减去24取绝对值与一个接近0(zero)
的小数比较,如小于它,即可判定结果是24。
四.有待解决的问题:
1、形式不同而实质相同的解的问题。有些解虽然形式不同,但其实质是完全相同的。
如3*((11+4)-7)和3*(11+(4-7)),实际上只是一种解。去掉这些相同解的问题情况较多,
其较为繁琐,有待解决。
2、多余括号问题。有些解的括号是多余的,应在输出前去掉。
五.优化改进方案:
经过对上面的5个算式的深入分析,重新优化为下面的5个算式:
1.(A+-B)X/(C+-X/D)
其中②为X,③为X/时,则这种情况和第2算式重复,忽略
2.(A+-X/B)X/C+-X/D
3.(A+-X/B+-X/C)+-X/D
其中①为X,②为X/时,则这种情况和第2算式重复,忽略
4.A-/(B+-X/C+-X/D)
5.AX/B+-CX/D
以此较好的解决了上面提出的两个待解决的问题。
程序中称前面的5个算式为原始方案,后面5个算式为优化改进方案
然而,由于括号的存在,使穷举表达式并非易事。
实际上,括号的作用仅仅是提高运算的优先级而已,
如果我们规定符号的优先级,一样可以达到要求。
具体来说,设四个数为a、b、c、d,运算符为①、②、③,
表达式为a ① b ② c ③ d
如果强制规定①、②、③的优先顺序,就不必考虑括号问题了。
而这3个运算符的运算顺序有3!=6种,分别是:
1.①②③ 2.①③② 3.②①③
4.②③① 5.③①② 6.③②①
等价的表达式分别是:
1.((a@b)@c)@d 2.(a@b)@(c@d) 3.(a@(b@c))@d
4.a@((b@c)@d) 5.(a@b)@(c@d) 6. a@(b@(c@d))
显然,2和5是相同的,因此只考虑5种情况。这样,括号的问题就解决了。
二.接下来,就是生成a、b、c、d的全排列,注意去掉其中的相同排列
三.对这组排列进行以上方法的运算,就可以得到所有的结果了。
注意在运算过程中除法的特殊性--除数不能为零。因为可能会用到除法,
所以要考虑精度问题,这里通过结果减去24取绝对值与一个接近0(zero)
的小数比较,如小于它,即可判定结果是24。
四.有待解决的问题:
1、形式不同而实质相同的解的问题。有些解虽然形式不同,但其实质是完全相同的。
如3*((11+4)-7)和3*(11+(4-7)),实际上只是一种解。去掉这些相同解的问题情况较多,
其较为繁琐,有待解决。
2、多余括号问题。有些解的括号是多余的,应在输出前去掉。
五.优化改进方案:
经过对上面的5个算式的深入分析,重新优化为下面的5个算式:
1.(A+-B)X/(C+-X/D)
其中②为X,③为X/时,则这种情况和第2算式重复,忽略
2.(A+-X/B)X/C+-X/D
3.(A+-X/B+-X/C)+-X/D
其中①为X,②为X/时,则这种情况和第2算式重复,忽略
4.A-/(B+-X/C+-X/D)
5.AX/B+-CX/D
以此较好的解决了上面提出的两个待解决的问题。
程序中称前面的5个算式为原始方案,后面5个算式为优化改进方案
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