算法设计思路：
穷举法就是列出4个数字加减乘除的各种可能性。首先我们将4个数设为a,b,c,d,，将其排序列出四个数的所有排序序列组合（共有A44=24种组合）。再进行符号的排列表达式，其中算术符号有+，—，，/，（，）。其中有效的表达式有a(b-c/b)，ab-cd,等等。列出所有有效的表达式。其中a,b,c,d的范围是1到13。用随机函数产生四个1-13的数。要实现24点的算法，就是通过4个数字，4个运算符号和2对括号（最多为2对），通过各种组合判断其结果是否为24。我们用a，b，c，d代替4个数字。考虑每种可能，总的算法就有7种可能。
1没括号的（形如abc*d）；
2有括号的（形如(a * b) * c * d）；
3有括号的（形如(a * b * c) * d）；
4有括号的（形如a * (b * c) * d）；
5有括号的（形如(a * b) * (c * d)）；
6有括号的（形如((a * b) * c) * d）；
7有括号的（形如(a * (b * c)) * d）。
我的程序对运算式子进行穷举，去掉等价的和无效的，最终合法表达式只有73种。
源代码：
#include<stdio.h>
#include<math.h>
#include<conio.h>
#include<string.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h> //用到了time函数
int treat(float a,float b,float c,float d,char *s,int *sss);
float myF(int flag,float m,float n);
void myPrint(int type,int i,int j,int k,float a,float b,float c,float d);
void my(int type,int i,int j,int k,float a,float b,float c,float d,char *s,int *sss);
int temp=0;
//发牌函数、产生四个随机数
int Deal(int *a,int *b,int *c,int *d)
{
int i,p;
srand(time(0));
int q=0;
for(i=0;i<4;i++)
{
p=rand()%12+1; // 产生的随机数a作为增量，范围1-10
q=q+p;
if(i==0) *a=q%13+1;//a,b,c,d代表了发的四个牌
if(i==1) *b=q%13+1;
if(i==2) *c=q%13+1;
if(i==3) *d=q%13+1;
}
return 0;
}
//计算正确答案的函数
int treat(float a,float b,float c,float d,char *s,int *sss)
{
int i,j,k;
float sum1,sum2,sum3;
for (i=0;i<4;i++)
for (j=0;j<6;j++)
for (k=0;k<6;k++)
{
if ((!(i==3 && b==0)) && (!(j==3 && c==0)) && (!(k==3 &&
d==0)))
{
sum1=myF(i,a,b);
sum2=myF(j,sum1,c);
sum3=myF(k,sum2,d);
if (fabs(sum3-24)<0.1)
{
temp++;
my(3,i,j,k,a,b,c,d,s,sss);//判断玩家答案正确
myPrint(1,i,j,k,a,b,c,d);//输出正确答案
}
}
if (k==2)
{
sum1=myF(i,a,b);
sum2=myF(j,c,d);
sum3=sum1*sum2;
if (fabs(sum3-24)<0.1)
{
temp++;
my(3,i,j,k,a,b,c,d,s,sss);//判断玩家答案正确
myPrint(2,i,j,k,a,b,c,d);//输出正确答案
}
}
if (k==3)
{
sum1=myF(i,a,b);
sum2=myF(j,c,d);
if (sum2!=0)
{
sum3=sum1/sum2;
if (fabs(sum3-24)<0.1)
{
temp++;
my(3,i,j,k,a,b,c,d,s,sss);//判断玩家答案正确
myPrint(3,i,j,k,a,b,c,d);//输出正确答案
}
}
}
}
if (temp==0)
return 0;
else
return 1;
}
//表达式计算
float myF(int flag,float m,float n)
{
if (flag==0)
return (m+n);
if (flag==1)
return (m-n);
if (flag==2)
return (m*n);
if (flag==3)
if (n==0)
return 30000;
else
return (m/n);
if (flag==4)
return (n-m);
if (flag==5)
if (m==0)
return 30000;
else
return (n/m);
return 0;
}
//判断玩家答案是否正确的函数
void my(int type,int i,int j,int k,float a,float b,float c,float d,char *s,int *sss)
{
char sigle[6];
char ss[20];//保存正确答案
sigle[0]='+';
sigle[1]='-';
sigle[2]='*';
sigle[3]='/';
sigle[4]='-';
sigle[5]='/';
if (type==1)
{
if(j==4 || j==5)
{
if (k==4 || k==5)
{
sprintf(ss,"(%2.0f%c(%2.0f%c%2.0f))%c%2.0f",c,sigle[j],a,sigle[i],b,sigle[k],d);
if(strcmp(ss,s)==0) *sss=1;//判断玩家答案是否正确
}
else
{
sprintf(ss,"(%2.0f%c(%2.0f%c%2.0f))%c%2.0f",c,sigle[j],a,sigle[i],b,sigle[k],d);
if(strcmp(ss,s)==0) *sss=1;//判断玩家答案是否正确
}
}
else if (k==4 || k==5)
{
sprintf(ss,"%2.0f%c((%2.0f%c%2.0f)%c%2.0f)",d,sigle[k],a,sigle[i],b,sigle[j],c);
if(strcmp(ss,s)==0) *sss=1;//判断玩家答案是否正确
}
else
{
sprintf(ss,"((%2.0f%c%2.0f)%c%2.0f)%c%2.0f",a,sigle[i],b,sigle[j],c,sigle[k],d);
if(strcmp(ss,s)==0) *sss=1;//判断玩家答案是否正确
}
}
if (type==2 || type==3)
{
sprintf(ss,"(%2.0f%c%2.0f)%c(%2.0f%c%2.0f)",a,sigle[i],b,sigle[k],c,sigle[j],d);
if(strcmp(ss,s)==0) *sss=1;//判断玩家答案是否正确
}
}
//显示正确答案，文件保存正确答案
void myPrint(int type,int i,int j,int k,float a,float b,float c,float d)
{
FILE *fp;
if((fp=fopen("data.txt","a+"))==NULL)
{
printf("Cannot open file strike any key exit!");
getchar();
exit(1);
}
//追加方式打开文件
char sigle[6];
sigle[0]='+';
sigle[1]='-';
sigle[2]='*';
sigle[3]='/';
sigle[4]='-';
sigle[5]='/';
if (type==1)
{
if(j==4 || j==5)
{
if (k==4 || k==5)
{
printf("%2.0f %c (%2.0f %c (%2.0f %c %2.0f)) =24\n",d,sigle[k],c,sigle[j],a,sigle[i],b);
fprintf(fp,"%2.0f %c (%2.0f %c (%2.0f %c %2.0f)) =24\n",d,sigle[k],c,sigle[j],a,sigle[i],b);
//显示正确答案，文件保存正确答案
}
else
{
printf("(%2.0f %c (%2.0f %c %2.0f)) %c %2.0f =24\n",c,sigle[j],a,sigle[i],b,sigle[k],d);
fprintf(fp,"(%2.0f %c (%2.0f %c %2.0f)) %c %2.0f =24\n",c,sigle[j],a,sigle[i],b,sigle[k],d);
//显示正确答案，文件保存正确答案
}
}
else if (k==4 || k==5)
{
printf("%2.0f %c ((%2.0f %c %2.0f) %c %2.0f) =24\n",d,sigle[k],a,sigle[i],b,sigle[j],c);
fprintf(fp,"%2.0f %c ((%2.0f %c %2.0f) %c %2.0f) =24\n",d,sigle[k],a,sigle[i],b,sigle[j],c);
//显示正确答案，文件保存正确答案
}
else
{
printf("((%2.0f %c %2.0f) %c %2.0f) %c %2.0f =24\n",a,sigle[i],b,sigle[j],c,sigle[k],d);
fprintf(fp,"((%2.0f %c %2.0f) %c %2.0f) %c %2.0f =24\n",a,sigle[i],b,sigle[j],c,sigle[k],d);
//显示正确答案，文件保存正确答案
}
}
if (type==2 || type==3)
{
printf("(%2.0f %c %2.0f) %c (%2.0f %c %2.0f) =24\n",a,sigle[i],b,sigle[k],c,sigle[j],d);
fprintf(fp,"(%2.0f %c %2.0f) %c (%2.0f %c %2.0f) =24\n",a,sigle[i],b,sigle[k],c,sigle[j],d);
//显示正确答案，文件保存正确答案
}
fclose(fp);
}
//主函数，整个24点游戏的循环
int main()
{
while(1)
{
FILE *fp;
if((fp=fopen("data.txt","w"))==NULL)
{
printf("Cannot open file strike any key exit!");
getchar();
exit(1);
}
fclose(fp);//打开文件，清空之前记录，并检查文件是否存在
int i,j,k,t,again,res,flag;
float num[4];
again=1;
while(again==1)
{
i=0;
flag=0;
while (flag==0)
{
i++;
for(i=0;i<4;i++)
{
int a,b,c,d;
Deal(&a,&b,&c,&d);//随机发牌，产生四个数
if(i==0)
{
num[i]=(float)a;
printf ("第%d张牌%d\n",i+1,(int)num[i]);
//将随机发牌，产生的第一个数保存并输出
}
if(i==1)
{
num[i]=(float)b;
printf ("第%d张牌%d\n",i+1,(int)num[i]);
//将随机发牌，产生的第二个数保存并输出
}
if(i==2)
{
num[i]=(float)c;
printf ("第%d张牌%d\n",i+1,(int)num[i]);
//将随机发牌，产生的第三个数保存并输出
}
if(i==3)
{
num[i]=(float)d;
printf ("第%d张牌%d\n",i+1,(int)num[i]);
//将随机发牌，产生的第四个数保存并输出
}
if (num[i]<1 || num[i]>13 || num[i]!=int(num[i]))
flag++;
}
if(flag!=0)
{
printf ("Error input again\n",i);
flag=0;
}
else
flag=1;
}
char s[20];//保存玩家输入的结果
int sss=0;//保存玩家答案是否正确
printf("请输入一个算式以得到24点：");
scanf("%s",s);
int a=0;
while(a<2)
{
printf("正确答案如下：\n");
for (i=0;i<4;i++)
for (j=0;j<4;j++)
if (j!=i)
for (k=0;k<4;k++)
if (k!=j && k!=i)
for (t=0;t<4;t++)
if (t!=i && t!=j && t!=k)
{
res=treat(num[i],num[j],num[k],num[t],s,&sss);
}
if (res==0)
{
printf ("\nNo answer\n");
break;
}
if(a==0)
{
system("cls");
if(sss==1)
{
printf("恭喜你！您的回答正确\n");
a++;
}
else
{
printf("很遗憾！您的回答错误\n");
printf("是否显示正确答案？\n1、查看答案 2、进入下一题\n");
int c;
c=getch();
if(c=='1') {}
else if(c=='2') {a++;}
else printf("按键错误！默认显示正确答案！\n");
}
}
a++;
}
printf("按任意键进入下一题！\n");
getch();
system("cls");//每玩一次清空屏幕
}
}
}
运行结果