PTA习题：进阶实验2-3.2 用扑克牌计算24点 (25分)

进阶实验2-3.2 用扑克牌计算24点 (25分)

一副扑克牌的每张牌表示一个数（J、Q、K 分别表示 11、12、13，两个司令都表示 6）。任取4 张牌，即得到 4 个 1~13 的数，请添加运算符（规定为加+ 减- 乘* 除/ 四种）使之成为一个运算式。每个数只能参与一次运算，4 个数顺序可以任意组合，4 个运算符任意取 3 个且可以重复取。运算遵从一定优先级别，可加括号控制，最终使运算结果为 24。请输出一种解决方案的表达式，用括号表示运算优先。如果没有一种解决方案，则输出 -1 表示无解。

输入格式：
输入在一行中给出 4 个整数，每个整数取值在 [1, 13]。

输出格式：
输出任一种解决方案的表达式，用括号表示运算优先。如果没有解决方案，请输出 -1。

输入样例：

2 3 12 12

输出样例：

((3-2)*12)+12

暴力求解。
根据op1、op2和op3计算的优先顺序不同，共有5种计算组合形式：
op1->op2->op3 ：（（s1 op1 s2）op2 s3）op3 s4
op1->op3->op2 ：（s1 op1 s2）op2（s3 op3 s4）
op2->op1->op3 ：（s1 op1（s2 op2 s3））op3 s4
op2->op3->op1 ：s1 op1（（s2 op2 s3）op3 s4）
op3->op1->op2 ：（s1 op1 s2）op2（s3 op3 s4）(与第2种情况相同)
op3->op2->op1 ：s1 op1（s2 op2（s3 op3 s4））
既要考虑不同排列的4个数据，又要考虑不同的3个运算符选择，刚开始一团乱麻，本来想直接写一个函数直接列举出所有的情况，但是越写越乱。参考了别人的代码（https://www.cnblogs.com/snzhong/p/12585080.html），其实应该把上述5种计算组合形式分别编写5个函数，再穷举数字和运算符。
除法/的情况导致需要使用浮点型数据。

#include
using namespace std;
double result(double x, double y, char op)
{
	double ret = 0;
	switch (op)
	{
	case'+':
		ret = x + y;
		break;
	case'-':
		ret = x - y;
		break;
	case'*':
		ret = x * y;
		break;
	case'/':
		if (y != 0) { ret = 1.0*x / y; }
		break;
	}
	return ret;
}
//((s1 op1 s2)op2 s3)op3 s4
double model1(int* s, char op1, char op2, char op3)
{
	double x = result(s[0], s[1], op1);
	double y = result(x, s[2], op2);
	double z = result(y, s[3], op3);
	return z;
}
//(s1 op1 s2)op2(s3 op3 s4)
double model2(int* s, char op1, char op2, char op3)
{
	double x = result(s[0], s[1], op1);
	double y = result(s[2], s[3], op3);
	double z = result(x, y, op2);
	return z;
}
//(s1 op1(s2 op2 s3))op3 s4
double model3(int* s, char op1, char op2, char op3)
{
	double x = result(s[1], s[2], op2);
	double y = result(s[0], x, op1);
	double z = result(y, s[3], op3);
	return z;
}
//s1 op1((s2 op2 s3)op3 s4)
double model4(int* s, char op1, char op2, char op3)
{
	double x = result(s[1], s[2], op2);
	double y = result(x, s[3], op3);
	double z = result(s[0], y, op1);
	return z;
}
//s1 op1(s2 op2(s3 op3 s4))
double model5(int* s, char op1, char op2, char op3)
{
	double x = result(s[2], s[3], op3);
	double y = result(s[1], x, op2);
	double z = result(s[0], y, op1);
	return z;
}
bool cal(int* a, char* op)
{
	int i, j, k;
	//穷举运算符
	for (i = 0; i < 4; i++)
	{
		for (j = 0; j < 4; j++)
		{
			for (k = 0; k < 4; k++)
			{
				if (model1(a, op[i], op[j], op[k]) == 24)
				{
					cout << "((" << a[0] << op[i] << a[1] << ")" << op[j] << a[2] << ")" << op[k] << a[3];
					return 1;
				}
				else if (model2(a, op[i], op[j], op[k]) == 24)
				{
					cout << "(" << a[0] << op[i] << a[1] << ")" << op[j] << "(" << a[2] << op[k] << a[3] << ")";
					return 1;
				}
				else if (model3(a, op[i], op[j], op[k]) == 24)
				{
					cout << "(" << a[0] << op[i] << "(" << a[1] << op[j] << a[2] << "))" << op[k] << a[3];
					return 1;
				}
				else if (model4(a, op[i], op[j], op[k]) == 24)
				{
					cout << a[0] << op[i] << "((" << a[1] << op[j] << a[2] << ")" << op[k] << a[3] << ")";
					return 1;
				}
				else if (model5(a, op[i], op[j], op[k]) == 24)
				{
					cout << a[0] << op[i] << "(" << a[1] << op[j] << "(" << a[2] << op[k] << a[3] << "))";
					return 1;
				}
			}
		}
	}
	return 0;
}
int main()
{
	int* s = new int[4];
	int ret;
	int i, j, k, l;
	for (i = 0; i < 4; i++)
	{
		cin >> s[i];
	}
	char op[4] = { '+','-','*','/' };
	int *a = new int[4];
	//穷举数字
	for (i = 0; i < 4; i++)
	{
		for (j = 0; j < 4; j++)
		{
			if (j == i)continue;
			for (k = 0; k < 4; k++)
			{
				if (k == i || k == j)continue;
				for (l = 0; l < 4; l++)
				{
					if (l == i || l == j || l == k)continue;
					a[0] = s[i]; a[1] = s[j]; a[2] = s[k]; a[3] = s[l];
					ret = cal(a, op);
					if (ret) { break; }
				}
				if (ret) { break; }
			}
			if (ret) { break; }
		}
		if (ret) { break; }
	}
	if (ret == 0) { cout << -1; }
	return 0;
}