此算法基本可以通用于所有麻将的平胡规则,即满足m * ABC + n * AAA + AA(其中m、n可为0)的胡牌公式,红黑字牌也可由此算法演变。
首先,我们要约定每张麻将都可以由一个数字表示,比如11表示一万,12表示二万,21表示一条,22表示二条,31表示一筒,32表示二筒……
即所有牌用两位数表示,表示万条筒的两位数个位为牌点,十位为牌类型,其它表示非字牌的两位数与牌类型相同,以下用一个枚举类定义:
importjava.util.HashMap;importjava.util.Map;/** * 麻将类型枚举 * *@authorzkpursuit */publicenumCardType { wan(1,"万"), tiao(2,"条"), tong(3,"筒"), dong(40,"东风"), nan(41,"南风"), xi(42,"西风"), bei(43,"北风"), zhong(44,"中"), fa(45,"发"), ban(46,"白板");//类型privatefinalintvalue;//牌名privatefinalString name;privateCardType(intvalue, String name){this.value = value;this.name = name; }publicintgetValue(){returnvalue; }publicStringgetName(){returnname; }privatestaticfinalMap numMap =newHashMap<>();privatestaticfinalMap types =newHashMap<>();privatestaticfinalMap typeNames =newHashMap<>();static{ numMap.put(1,"一"); numMap.put(2,"二"); numMap.put(3,"三"); numMap.put(4,"四"); numMap.put(5,"五"); numMap.put(6,"六"); numMap.put(7,"七"); numMap.put(8,"八"); numMap.put(9,"九"); CardType[] enums = CardType.values();for(CardType cardType : enums) { types.put(cardType.getValue(), cardType); typeNames.put(cardType.getValue(), cardType.getName()); } }/** * 获取牌类型枚举 * *@paramtypeValue 牌类型值 *@return牌类型枚举 */publicstaticfinalCardTypegetCardType(inttypeValue){returntypes.get(typeValue); }/** * 获取牌的类型名 * *@paramtypeValue 牌类型 *@return牌类型名 */publicstaticfinalStringgetCardTypeName(inttypeValue){returntypeNames.get(typeValue); }/** * 获取牌类型数值表示 * *@paramcard 牌号 *@return牌类型数值表示 */publicstaticfinalintgetCardTypeValue(intcard){if(card <40) {returnHandCards.getCardLeftValue(card); }returncard; }/** * 将牌数据转换为现实中可读的牌 * *@paramcard 牌数据 *@return现实中可读的牌 */publicstaticfinalStringgetCardName(intcard){if(card <40) {inttype = HandCards.getCardLeftValue(card);intpoint = HandCards.getCardRightValue(card); StringBuilder sb =newStringBuilder(); sb.append(numMap.get(point)); sb.append(getCardTypeName(type));returnsb.toString(); }returngetCardTypeName(card); }}
以上定义了各张牌的数字表示,接下来我们分析手牌的存储结构,手牌可以用一个数组表示,数组下标号能除尽10的数组元素为保留位,不用于存储任何数据。举例解释此数组存储牌的数据结构:
0号下标保留位
1~9号下标为万字牌牌点,其对应的数组元素为牌的张数
10号下标保留位
11~19号下标为条字牌牌点,其对应的数组元素为牌的张数
20号下标为保留位
21~29号下标为筒字牌牌点,其对应的数组元素为牌的张数
40~46号下标分别表示东、南、西、北、中、发、白的存储位。
根据以上的定义,则可以根据数组下标获得万条筒字牌的类型和牌点,(下标/10 + 1) 则为字牌类型,(下标%10) 则为字牌点数。
具体定义一个手牌类,里面定义了各种静态的换算函数,可参看注释。
/** * 手牌 * *@authorzkpursuit */publicclassHandCards{/** * 获取牌号最左边的一位数,如果牌为筒、条、万,则返回值为牌类型数值 * *@paramcard 牌号 *@return牌号从左至右第一位数(十位数) */publicfinalstaticintgetCardLeftValue(intcard){returncard /10; }/** * 获取牌号最右边的一位数,如果牌为筒、条、万,则返回值为牌点数 * *@paramcard 牌号 *@return牌号从右至左第一位数(个位数) */publicfinalstaticintgetCardRightValue(intcard){returncard %10; }/** * 获取牌号最左边的一位数,如果牌为筒、条、万,则返回值为牌类型数值 * *@paramidx 牌在归类数组中的索引位置 *@return牌号从左至右第一位数(十位数) */publicfinalstaticintgetCardLeftValueByClusterIndex(intidx){returnidx /10+1; }/** * 获取牌号最右边的一位数,如果牌为筒、条、万,则返回值为牌点数 * *@paramidx 牌在归类数组中的索引位置 *@return牌号从右至左第一位数(个位数) */publicfinalstaticintgetCardRightValueByClusterIndex(intidx){returnidx %10; }/** * 根据牌号取得其所在的牌归类数组中的索引 * *@paramcard 牌号 *@return牌归类数组中的索引 */publicfinalstaticintgetClusterIndexByCard(intcard){intleft = getCardLeftValue(card);intright = getCardRightValue(card);intidx = (left -1) *10+ right;returnidx; }/** * 根据十位数和个位数确定牌在聚合数组中的索引位置 * *@paramleftValue 十位数 *@paramrightValue 个位数 *@return聚合数组中的索引位置 */publicfinalstaticintgetClusterIndex(intleftValue,intrightValue){return(leftValue -1) *10+ rightValue; }/**
* 归类牌
* 数组索引 / 10 + 1 表示牌类型
* 数组索引 % 10 表示牌点数
* 数组索引位置的值表示牌数量
*/privateint[] cardClusterArray;/**
* 起始有效的索引位置
* 第一个值不为0的索引位置
*/privateintstartIndex;/**
* 归类牌数组的有效索引位置,因为有可能后面的位置全是0
* 此索引的后续索引位置的值全部为0,即最后一个值不为0的索引位置
*/privateintlastIndex;/**
* 所有的牌数量
*/privateintcardTotals;/**
* 构造方法
*/publicHandCards(){ cardClusterArray =newint[40]; startIndex =1000; lastIndex = -1; cardTotals =0; }/** * 构造方法 * *@paramcards 未归类的牌数组 */publicHandCards(int[] cards){this();if(cards !=null) { setCards(cards); } }/**
* 重置数据
*/publicvoidreset(){if(cardTotals !=0) {intlen = getClusterValidLength();for(inti =0; i < len; i++) { cardClusterArray[i] =0; } } startIndex =1000; lastIndex = -1; cardTotals =0; }/**
* 清除数据
*/publicvoidclear(){ reset(); }/** * 重置数据并以传入的牌数据再次初始化数据 * *@paramcards 牌数据 */publicfinalvoidsetCards(int[] cards){ reset();for(intcard : cards) { addCard(card); } }/** * 添加num张牌 * *@paramcard 添加的牌号 *@paramnum 添加的数量 *@returntrue添加成功;false添加失败 */publicbooleanaddCard(intcard,intnum){intidx = getClusterIndexByCard(card);intlastNum = cardClusterArray[idx] + num;if(lastNum >4) {returnfalse; } cardClusterArray[idx] = lastNum;if(idx > lastIndex) { lastIndex = idx; }if(idx < startIndex) { startIndex = idx; } cardTotals += num;returntrue; }/** * 添加一张牌 * *@paramcard 牌号 *@returntrue添加成功;false添加失败 */publicbooleanaddCard(intcard){returnaddCard(card,1); }/** * 添加牌集合 * *@paramcards 牌集合,比如 [11, 23, 33, 33, 33, 34] *@returntrue添加成功,只要有一张添加失败则全部失败 */publicbooleanaddCards(int... cards){for(intcard : cards) {intidx = getClusterIndexByCard(card);intlastNum = cardClusterArray[idx] +1;if(lastNum >4) {returnfalse; } }for(intcard : cards) { addCard(card); }returntrue; }/** * 移除num张牌 * *@paramcard 移除的牌号 *@paramnum 移除的数量 *@returntrue移除成功;false移除失败 */publicbooleanremoveCard(intcard,intnum){intidx = getClusterIndexByCard(card);if(cardClusterArray[idx] < num) {returnfalse; } cardClusterArray[idx] -= num;if(cardClusterArray[idx] ==0) {if(idx == startIndex) { startIndex =1000;for(inti = idx; i < cardClusterArray.length; i++) {if(cardClusterArray[i] >0) { startIndex = i;break; } } }if(lastIndex == idx) {intstart = startIndex;if(start >= cardClusterArray.length) { start =0; } lastIndex = -1;for(inti = idx; i >= start; i--) {if(cardClusterArray[i] >0) { lastIndex = i;break; } } } } cardTotals -= num;returntrue; }/** * 移除一张牌 * *@paramcard 牌号 *@returntrue移除成功;false移除失败 */publicbooleanremoveCard(intcard){returnremoveCard(card,1); }/** * 移除牌号对应的所有牌 * *@paramcard 牌号 *@returntrue移除成功;false移除失败 */publicbooleanremoveCardOfAll(intcard){intnum = getCardNum(card);if(num >=0) {returnremoveCard(card, num); }returntrue; }/** * 移除牌 * *@paramcards 需要移除的牌 *@returntrue表示移除成功,只要有一张牌移除失败则整个失败 */publicbooleanremoveCards(int... cards){for(intcard : cards) {intidx = getClusterIndexByCard(card);if(cardClusterArray[idx] <1) {returnfalse; } }for(intcard : cards) { removeCard(card); }returntrue; }/** * 是否有指定的牌 * *@paramcard 牌号 *@returntrue表示存在 */publicbooleanhasCard(intcard){returngetCardNum(card) >0; }/** * 获取牌号对应的数量 * *@paramcard 牌号 *@return牌号对应的数量 */publicintgetCardNum(intcard){intidx = getClusterIndexByCard(card);returncardClusterArray[idx]; }/** * 获取归类的牌数据,整除10的索引位置为保留位,不参与任何实际运算
* 数组索引从0开始,有效长度(后面全部为0)结束
* 此数组为数据副本,其中的任何数据变动都不会改变原数组
* 数组索引 / 10 + 1 表示牌类型
* 数组索引 % 10 表示牌点数
* *@return归类的牌数据 */publicint[] getCardClusterArray() {int[] array =newint[getClusterValidLength()]; System.arraycopy(cardClusterArray,0, array,0, array.length);returnarray; }/** * 根据提供的索引位置获取牌数量 * *@paramidx 牌归类数组中的索引位置 *@return牌数量 */publicintgetCardNumByClusterIndex(intidx){returncardClusterArray[idx]; }/** * 根据索引位置定位对应的牌 * *@paramidx 归类牌数组中的索引位置 *@return-1表示找不到对应的牌,否则返回牌号 */publicintgetCardByClusterIndex(intidx){if(cardClusterArray[idx] <=0) {return-1; }intleft = getCardLeftValueByClusterIndex(idx);intright = getCardRightValueByClusterIndex(idx);returnleft *10+ right; }/** * 归类牌数组中起始有效索引 * *@return起始有效索引,第一个值不为0的索引位置 */publicintgetClusterValidStartIndex(){if(cardTotals ==0) {return1; }returnstartIndex; }/** * 归类牌数组中最终的有效索引 * *@return最终有效索引,其后的值全为0 */publicintgetClusterValidEndIndex(){returnlastIndex; }/** * 归类牌数组的有效长度
* 有效的起始索引到有效的最后索引之前的长度
* *@return有效长度,因为归类数组中后面可能有很多无效的0 */publicintgetClusterValidLength(){returnlastIndex +1; }/** * 所有牌的张数 * *@return总张数 */publicintgetCardTotals(){returncardTotals; }/** * 获取所有的牌数据,未归类 * *@return未归类的牌数据,两位数的牌号数组 */publicint[] getCards() {if(cardTotals <=0) {returnnull; }intlen = getClusterValidLength();int[] cards =newint[cardTotals];intidx =0;for(inti = getClusterValidStartIndex(); i < len; i++) {intleft = getCardLeftValueByClusterIndex(i);intright = getCardRightValueByClusterIndex(i);intcount = cardClusterArray[i];intcard = left *10+ right;for(intj =0; j < count; j++) { cards[idx] = card; idx++; } }returncards; }@OverridepublicHandCardsclone(){ HandCards copy =newHandCards(); copy.cardTotals =this.cardTotals; copy.lastIndex =this.lastIndex; copy.startIndex =this.startIndex;if(cardClusterArray !=null) {int[] copyCardClusterArray =newint[cardClusterArray.length]; System.arraycopy(cardClusterArray,0, copyCardClusterArray,0, cardClusterArray.length); copy.cardClusterArray = copyCardClusterArray; }returncopy; }}
准备工作都做好了,怎么使用上面定义的数据结构实现平胡算法呢?平胡满足m * ABC + n * AAA + AA(其中m、n可为0)的胡牌公式,分析此公式,AA表示一对牌,则算法必然需要分析手牌中是否含有一对牌,ABC表示三张相同类型且连续的牌,AAA表示三张相同类型且牌点也相同的牌。
依据公式,我们用递归思路编写一个平胡胡牌算法(其中包含简单的测试用例):
importjava.util.Arrays;/** * *@authorzkpursuit */publicfinalclassAI{/** * 递归方式判断平胡 * *@paramcardClusterArray 牌号和牌数量的簇集对象集合 *@paramlen 所有牌数量 *@returntrue表示可以胡牌 */privatestaticbooleanisPingHu(int[] cardClusterArray,intstartIndex,intlen){if(len ==0) {returntrue; }inti;if(len %3==2) {//移除一对(两张牌),胡牌中必须包含一对for(i = startIndex; i < cardClusterArray.length; i++) {if(cardClusterArray[i] >=2) { cardClusterArray[i] -=2;if(AI.isPingHu(cardClusterArray, startIndex, len -2)) {returntrue; } cardClusterArray[i] +=2; } } }else{//是否是顺子intloopCount = cardClusterArray.length -2;for(i = startIndex; i < loopCount; i++) {intidx1 = i +1;intidx2 = i +2;inttype1 = HandCards.getCardLeftValueByClusterIndex(i);inttype2 = HandCards.getCardLeftValueByClusterIndex(idx1);inttype3 = HandCards.getCardLeftValueByClusterIndex(idx2);if(cardClusterArray[i] >0&& cardClusterArray[idx1] >0&& cardClusterArray[idx2] >0&& type1 <4&& type2 <4&& type3 <4) { cardClusterArray[i] -=1; cardClusterArray[idx1] -=1; cardClusterArray[idx2] -=1;if(AI.isPingHu(cardClusterArray, startIndex, len -3)) {returntrue; } cardClusterArray[i] +=1; cardClusterArray[idx1] +=1; cardClusterArray[idx2] +=1; } }//三个一样的牌(暗刻)for(i = startIndex; i < cardClusterArray.length; i++) {if(cardClusterArray[i] >=3) { cardClusterArray[i] -=3;if(AI.isPingHu(cardClusterArray, startIndex, len -3)) {returntrue; } cardClusterArray[i] +=3; } } }returnfalse; }/** * 递归方式判断平胡 * *@parammycards 手牌 *@returntrue表示可以胡牌 */publicstaticbooleanisPingHu(HandCards mycards){int[] cardClusterArray = mycards.getCardClusterArray();inttotals = mycards.getCardTotals();if(totals %3!=2) {returnfalse; }returnAI.isPingHu(cardClusterArray, mycards.getClusterValidStartIndex(), totals); }publicstaticvoidmain(String[] args){ HandCards handCards =newHandCards(newint[]{11,12,13,22,23,24,33,33,33,36,36}); System.out.println(Arrays.toString(handCards.getCardClusterArray())); System.out.println(Arrays.toString(handCards.getCards()));for(inti = handCards.getClusterValidStartIndex(); i <= handCards.getClusterValidEndIndex(); i++) {intcard = handCards.getCardByClusterIndex(i);if(card >0) {intnum = handCards.getCardNum(card); System.out.println(num +"张 "+ CardType.getCardName(card)); } }booleanbool = isPingHu(handCards); System.out.println("是否胡牌:"+ bool); }}