python经典趣味24点游戏程序设计

yipeiwu_com5年前Python基础

一、游戏玩法介绍:

24点游戏是儿时玩的主要益智类游戏之一,玩法为:从一副扑克中抽取4张牌,对4张牌使用加减乘除中的任何方法,使计算结果为24。例如,2,3,4,6,通过( ( ( 4 + 6 ) - 2 ) * 3 ) = 24,最快算出24者剩。

二、设计思路:

由于设计到了表达式,很自然的想到了是否可以使用表达式树来设计程序。本程序的确使用了表达式树,也是程序最关键的环节。简要概括为:先列出所有表达式的可能性,然后运用表达式树计算表达式的值。程序中大量的运用了递归,各个递归式不是很复杂,大家耐心看看,应该是能看懂的

表达式树:

表达式树的所有叶子节点均为操作数(operand),其他节点为运算符(operator)。由于本例中都是二元运算,所以表达式树是二叉树。下图就是一个表达式树

具体步骤:

1、遍历所有表达式的可能情况

遍历分为两部分,一部分遍历出操作数的所有可能,然后是运算符的所有可能。全排列的计算采用了递归的思想

#返回一个列表的全排列的列表集合
def list_result(l):
  if len(l) == 1:
    return [l]
  all_result = []
  for index,item in enumerate(l):
    r = list_result(l[0:index] + l[index+1:])
    map(lambda x : x.append(item),r)
    all_result.extend(r)
  return all_result

2、根据传入的表达式的值,构造表达式树

由于表达式树的特点,所有操作数均为叶子节点,操作符为非叶子节点,而一个表达式(例如( ( ( 6 + 4 ) - 2 ) * 3 ) = 24) 只有3个运算符,即一颗表达式树只有3个非叶子节点。所以树的形状只有两种可能,就直接写死了

 

#树节点
class Node:

  def __init__(self, val):
    self.val = val
    self.left = None
    self.right = None
def one_expression_tree(operators, operands):
  root_node = Node(operators[0])
  operator1 = Node(operators[1])
  operator2 = Node(operators[2])
  operand0 = Node(operands[0])
  operand1 = Node(operands[1])
  operand2 = Node(operands[2])
  operand3 = Node(operands[3])
  root_node.left = operator1
  root_node.right =operand0
  operator1.left = operator2
  operator1.right = operand1
  operator2.left = operand2
  operator2.right = operand3
  return root_node

def two_expression_tree(operators, operands):
  root_node = Node(operators[0])
  operator1 = Node(operators[1])
  operator2 = Node(operators[2])
  operand0 = Node(operands[0])
  operand1 = Node(operands[1])
  operand2 = Node(operands[2])
  operand3 = Node(operands[3])
  root_node.left = operator1
  root_node.right =operator2
  operator1.left = operand0
  operator1.right = operand1
  operator2.left = operand2
  operator2.right = operand3
  return root_node

3、计算表达式树的值

也运用了递归

#根据两个数和一个符号,计算值
def cal(a, b, operator):
  return operator == '+' and float(a) + float(b) or operator == '-' and float(a) - float(b) or operator == '*' and float(a) * float(b) or operator == '÷' and float(a)/float(b)

def cal_tree(node):
  if node.left is None:
    return node.val
  return cal(cal_tree(node.left), cal_tree(node.right), node.val)

4、输出所有可能的表达式

还是运用了递归

def print_expression_tree(root):
  print_node(root)
  print ' = 24'

def print_node(node):
  if node is None :
    return
  if node.left is None and node.right is None:
    print node.val,
  else:
    print '(',
    print_node(node.left)
    print node.val,
    print_node(node.right)
    print ')',
    #print ' ( %s %s %s ) ' % (print_node(node.left), node.val, print_node(node.right)),

5、输出结果

三、所有源码

#coding:utf-8
from __future__ import division

from Node import Node


def calculate(nums):
  nums_possible = list_result(nums)
  operators_possible = list_result(['+','-','*','÷'])
  goods_noods = []
  for nums in nums_possible:
    for op in operators_possible:
      node = one_expression_tree(op, nums)
      if cal_tree(node) == 24:
        goods_noods.append(node)
      node = two_expression_tree(op, nums)
      if cal_tree(node) == 24:
        goods_noods.append(node)
  map(lambda node: print_expression_tree(node), goods_noods)




def cal_tree(node):
  if node.left is None:
    return node.val
  return cal(cal_tree(node.left), cal_tree(node.right), node.val)


#根据两个数和一个符号,计算值
def cal(a, b, operator):
  return operator == '+' and float(a) + float(b) or operator == '-' and float(a) - float(b) or operator == '*' and float(a) * float(b) or operator == '÷' and float(a)/float(b)

def one_expression_tree(operators, operands):
  root_node = Node(operators[0])
  operator1 = Node(operators[1])
  operator2 = Node(operators[2])
  operand0 = Node(operands[0])
  operand1 = Node(operands[1])
  operand2 = Node(operands[2])
  operand3 = Node(operands[3])
  root_node.left = operator1
  root_node.right =operand0
  operator1.left = operator2
  operator1.right = operand1
  operator2.left = operand2
  operator2.right = operand3
  return root_node

def two_expression_tree(operators, operands):
  root_node = Node(operators[0])
  operator1 = Node(operators[1])
  operator2 = Node(operators[2])
  operand0 = Node(operands[0])
  operand1 = Node(operands[1])
  operand2 = Node(operands[2])
  operand3 = Node(operands[3])
  root_node.left = operator1
  root_node.right =operator2
  operator1.left = operand0
  operator1.right = operand1
  operator2.left = operand2
  operator2.right = operand3
  return root_node

#返回一个列表的全排列的列表集合
def list_result(l):
  if len(l) == 1:
    return [l]
  all_result = []
  for index,item in enumerate(l):
    r = list_result(l[0:index] + l[index+1:])
    map(lambda x : x.append(item),r)
    all_result.extend(r)
  return all_result

def print_expression_tree(root):
  print_node(root)
  print ' = 24'

def print_node(node):
  if node is None :
    return
  if node.left is None and node.right is None:
    print node.val,
  else:
    print '(',
    print_node(node.left)
    print node.val,
    print_node(node.right)
    print ')',

if __name__ == '__main__':
  calculate([2,3,4,6])

以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持【听图阁-专注于Python设计】。

相关文章

python创建关联数组(字典)的方法

本文实例讲述了python创建关联数组(字典)的方法。分享给大家供大家参考。具体分析如下: 关联数组在python中叫字典,非常有用,下面是定义字典的两种方法 # Dictionar...

Python写的贪吃蛇游戏例子

第一次用Python写这种比较实用且好玩的东西,权当练手吧 游戏说明: * P键控制“暂停/开始”* 方向键控制贪吃蛇的方向 源代码如下:复制代码 代码如下:from Tkinter i...

Python OpenCV处理图像之图像直方图和反向投影

本文实例为大家分享了Python OpenCV图像直方图和反向投影的具体代码,供大家参考,具体内容如下 当我们想比较两张图片相似度的时候,可以使用这一节提到的技术 直方图对比 反向投影...

python进阶之自定义可迭代的类

自定义可迭代的类 列表可以获取列表的长度,然后使用变量i对列表索引进行循环,也可以获取集合的所有元素,且容易理解。没错,使用列表的代码是容易理解,也很好操作,但这是要付出代价的。列表之所...

Pytorch 计算误判率,计算准确率,计算召回率的例子

无论是官方文档还是各位大神的论文或搭建的网络很多都是计算准确率,很少有计算误判率, 下面就说说怎么计算准确率以及误判率、召回率等指标 1.计算正确率 获取每批次的预判正确个数 train...