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“老王”玩24点把把输,于是给他写个Python小插件,结果可想而知

“u003Cdivu003Eu003Cpu003Eu003Cstrongu003E什么是24点u003Cu002Fstrongu003Eu003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E我们先来约定下老王和他媳妇玩的24点规则:给定4个任意数字(0-9),然后通过`+,-,*,u002F`,将这4个数字计算出24。u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E小时候玩的都是这个规则,长大了才有根号,才有各种莫名其妙的高级算法,不好玩了,因为我不会。u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E可能有人会觉得很简单,但是真的简单吗?u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E比如:u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E* 8,3,3,3u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E* 7,3,3,3u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E你能一眼看出来答案吗?好像真的可以……u003Cu002Fpu003Eu003Cdiv class=”pgc-img”u003Eu003Cimg src=”http:u002Fu002Fp1.pstatp.comu002Flargeu002Fpgc-imageu002F033dde77aca04857b6b6124cf3c7eb4a” img_width=”360″ img_height=”270″ alt=”“老王”玩24点把把输,于是给他写个Python小插件,结果可想而知” inline=”0″u003Eu003Cp class=”pgc-img-caption”u003Eu003Cu002Fpu003Eu003Cu002Fdivu003Eu003Cpu003Eu003Cstrongu003E大致思路u003Cu002Fstrongu003Eu003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E这样想,将四个数字进行全排列,在他们之间添加运算符号。u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E1.运算符我们需要进行排列组合,因为只有四个数字,所以只需要三个运算符,而且算法符可能会重复,比如三个都是`+`。u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E2.再遍历四个数字的全排列,对每一组数字而言,遍历所有组合的操作符。最后将数字和操作符进行拼接运算,就可以得到最终结果了。u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003Eu003Cstrongu003E具体代码u003Cu002Fstrongu003Eu003Cu002Fpu003Eu003Cpu003Eu003Cstrongu003E1、首先我们对所有数字进行去全排列,这里我们使用 itertools.permutations 来帮助我们完成。u003Cu002Fstrongu003Eu003Cu002Fpu003Eu003Cpu003Eiertools.permutations 用法演示u003Cu002Fpu003Eu003Cpreu003Efrom itertools import permutationsu003Cbru003Edata_list = permutations([1,2,3,4],2)u003Cbru003Efor data in data_list:u003Cbru003Eprint(data)u003Cbru003Eu003Cu002Fpreu003Eu003Cpu003E结果显示u003Cu002Fpu003Eu003Cpreu003E(1, 2)u003Cbru003E(1, 3)u003Cbru003E(1, 4)u003Cbru003E(2, 1)u003Cbru003E(2, 3)u003Cbru003E(2, 4)u003Cbru003E(3, 1)u003Cbru003E(3, 2)u003Cbru003E(3, 4)u003Cbru003E(4, 1)u003Cbru003E(4, 2)u003Cbru003E(4, 3)u003Cbru003Eu003Cu002Fpreu003Eu003Cpu003Epermutations 第一个参数是接收一个课迭代的对象,第二个参数指定每次排列时从课迭代对象中选着几个字符进行排列。也可以不传入第二个参数,那么默认就是可迭代对象的长度。并且返回一个生成器。u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E所以我们需要对所有数字进行全排列,就可以像下面这样写:u003Cu002Fpu003Eu003Cpreu003Edef get_all_data_sequence(data_iter):u003Cbru003E return permutations(data_iter)u003Cbru003Eu003Cu002Fpreu003Eu003Cpu003Eu003Cstrongu003E2、然后我们需要拿到所有的操作运算符的所有组合方式。这里我们就会使用 u003Cu002Fstrongu003E`itertools.product` 函数了。u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003Eitertools.product 用法演示u003Cu002Fpu003Eu003Cpreu003Efrom itertools import productu003Cbru003Esequence1 = product(‘ABCD’,’xy’)u003Cbru003Esequence2 = product([0,1],repeat=3)u003Cbru003Efor sequence in sequence1:u003Cbru003E print(sequence)u003Cbru003Eprint(‘-‘*30)u003Cbru003Efor sequence in sequence2:u003Cbru003E print(sequence)u003Cbru003Eu003Cu002Fpreu003Eu003Cpu003E结果显示u003Cu002Fpu003Eu003Cpreu003E(‘A’,’x’)u003Cbru003E(‘A’,’y’)u003Cbru003E(‘B’,’x’)u003Cbru003E(‘B’,’y’)u003Cbru003E(‘C’,’x’)u003Cbru003E(‘C’,’y’)u003Cbru003E(‘D’,’x’)u003Cbru003E(‘D’,’y’)u003Cbru003E——————————u003Cbru003E(0, 0, 0)u003Cbru003E(0, 0, 1)u003Cbru003E(0, 1, 0)u003Cbru003E(0, 1, 1)u003Cbru003E(1, 0, 0)u003Cbru003E(1, 0, 1)u003Cbru003E(1, 1, 0)u003Cbru003E(1, 1, 1)u003Cbru003Eu003Cu002Fpreu003Eu003Cpu003E`itertools.product`,返回传入所有序列中笛卡尔积的元祖,repeat参数表示传入序列的重复次数。返回的是一个生成器。u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E那么获取所有的操作运算符就可以通过这个函数来获取了u003Cu002Fpu003Eu003Cpreu003Edef get_all_operations_sequence():u003Cbru003E operations = [‘+’,’-‘,’*’,’u002F’]u003Cbru003E return product(operations,repeat=3)u003Cbru003Eu003Cu002Fpreu003Eu003Cdiv class=”pgc-img”u003Eu003Cimg src=”http:u002Fu002Fp3.pstatp.comu002Flargeu002Fpgc-imageu002F43dfdeaba612457ab19377bfd30378ff” img_width=”403″ img_height=”250″ alt=”“老王”玩24点把把输,于是给他写个Python小插件,结果可想而知” inline=”0″u003Eu003Cp class=”pgc-img-caption”u003Eu003Cu002Fpu003Eu003Cu002Fdivu003Eu003Cpu003Eu003Cstrongu003E3、现在我们已经拿到了所有可能组合的操作符和数字了,接下来就需要对他们进行拼接了。然后执行运算。u003Cu002Fstrongu003Eu003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E这一步操作我们会用到 `itertools.zip_longest()` 和 `itertools.chain.form_iterable()` 函数。u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003Eitertools.zip_longest() 用法演示u003Cu002Fpu003Eu003Cpreu003Edata = zip_longest([1,2,3,4],[‘*’,’-‘,’+’],fillvalue=”)u003Cbru003Efor value in data:u003Cbru003E print(value)u003Cbru003Eu003Cu002Fpreu003Eu003Cpu003E结果显示u003Cu002Fpu003Eu003Cpreu003E(1, ‘*’)u003Cbru003E(2, ‘-‘)u003Cbru003E(3, ‘+’)u003Cbru003E(4, ”)u003Cbru003Eu003Cu002Fpreu003Eu003Cpu003Ezip_longest() 其实和 python 内置的 zip() 函数用法差不多,只是 zip_longest 是以最长的一个序列为基准,缺失值就使用 `fillvalue` 参数的值进行填充u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003Eitertools.chain.form_iterable() 用法演示u003Cu002Fpu003Eu003Cpreu003Edata = zip_longest([1,2,3,4],[‘*’,’-‘,’+’],fillvalue=”)u003Cbru003Edata_chain = chain.from_iterable(data)u003Cbru003Efor value in data_chain: u003Cbru003E print(value)u003Cbru003Eu003Cu002Fpreu003Eu003Cpu003E结果显示u003Cu002Fpu003Eu003Cpreu003E1u003Cbru003E*u003Cbru003E2u003Cbru003E-u003Cbru003E3u003Cbru003E+u003Cbru003E4u003Cbru003Eu003Cu002Fpreu003Eu003Cpu003E这里的data是什么样的大家知道了吧,然后我们将data传入 chain.form_iterable() 中,它就能将里面的值依次拿出来。u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E了解了这两个函数之后,那么我们就可以开始拼接数字和操作运算符了。u003Cu002Fpu003Eu003Cpreu003Edef calculate(self):u003Cbru003E ”’u003Cbru003E 计算值,返回对应的表达式和值u003Cbru003E :return: u003Cbru003E ”’ u003Cbru003E for data_sequence in get_all_data_sequence(): u003Cbru003E operation_sequences = get_all_operation_sequence() u003Cbru003E for operation_sequence in operation_sequences: u003Cbru003E value = zip_longest(data_sequence, operation_sequence, u003Cbru003E fillvalue=”) u003Cbru003E value_chain = chain.from_iterable(value) u003Cbru003E calculate_str = ” u003Cbru003E # 对得到的字符进行拼接成为表达式 calculate_stru003Cbru003E for _ in value_chain: u003Cbru003E calculate_str += _ u003Cbru003E try:u003Cbru003E result = eval(calculate_stru003Cbru003E # 处理被除数可能为零的情况,然后就直接跳过这次循环u003Cbru003E except ZeroDivisionError:u003Cbru003E continueu003Cbru003E if math.isclose(result, 24): u003Cbru003E return calculate_str,resultu003Cbru003E return None,Noneu003Cbru003Eu003Cu002Fpreu003Eu003Cpu003E代码分析u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E1、eval() 函数,接受一个字符串,能让这个字符串当成 python 代码运行,返回运行的结果。u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E2、math.isclose():为什么这里需要使用 math.isclose() ,而不是直接使用`==`运算符呢?这是因为最后算出来的表达式可能有精度问题,例如23.9…或者24.0…等数字,所以我们就需要使用math.isclose()函数来帮助我们判断两个数字是否相等了,这个函数就有一个精度范围。这样出现上面情况的时候,我们也能匹配得到条件了。u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E我们运行代码,然后测试代码是否能达到我们的需求。u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E首先我们测试1,2,3,4四个数字,u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E程序出来了结果 `1*2*3*4` 24u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E看来好像我们写的代码是正确的u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E我们再来测试一组数据8,8,3,3.u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E嗯?我们并没有得到结果?这四个数字不能运算出24吗?u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E`8 u002F ( 3 – 8 u002F 3 )` 这样组合可以吧,为什么没有算出来这种结果呢?u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E这是因为我们没有考虑括号的原因。括号是可以改变运算优先级的。所以我们得把括号考虑进去。u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E那么想一下括号最多可以有几个呢?怎样给我们的表达式添加括号呢?u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E在4个数字的运算中,括号最多只能有三个。u003Cu002Fpu003Eu003Cdiv class=”pgc-img”u003Eu003Cimg src=”http:u002Fu002Fp9.pstatp.comu002Flargeu002Fpgc-imageu002Ff328f626666544588f51ee098024dff0″ img_width=”500″ img_height=”312″ alt=”“老王”玩24点把把输,于是给他写个Python小插件,结果可想而知” inline=”0″u003Eu003Cp class=”pgc-img-caption”u003Eu003Cu002Fpu003Eu003Cu002Fdivu003Eu003Cpu003E并且,在这里,我们使用一种简单的方法添加括号,我们把所有可能出现括号的情况全部罗列出来,然后在将得到的运算表达式拼接进去。u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E可能大家会觉得罗列出所有括号出现的情况不现实,因为有很多情况u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E其实不然,当我们去罗列的时候,你就会发现,只有11种情况。u003Cu002Fpu003Eu003Cpreu003EFORM_STRS = [u003Cbru003E # 数字 运算符 数字 运算符 数字 运算符 数字u003Cbru003E # 一个括号 的情况u003Cbru003E ‘(%s %s %s) %s %s %s %s’,u003Cbru003E ‘(%s %s %s %s %s) %s %s’,u003Cbru003E ‘(%s %s %s %s %s %s %s)’,u003Cbru003E ‘%s %s (%s %s %s) %s %s’,u003Cbru003E ‘%s %s (%s %s %s %s %s)’,u003Cbru003E ‘%s %s %s %s (%s %s %s)’,u003Cbru003E # 两个括号 的情况u003Cbru003E ‘(%s %s %s) %s (%s %s %s)’,u003Cbru003E ‘( (%s %s %s) %s %s) %s %s’,u003Cbru003E ‘( %s %s (%s %s %s)) %s %s’,u003Cbru003E ‘%s %s ((%s %s %s) %s %s)’,u003Cbru003E ‘%s %s (%s %s (%s %s %s))’,u003Cbru003E # 三个括号是重复的,就不用罗列出来了u003Cbru003E]u003Cbru003Eu003Cu002Fpreu003Eu003Cpu003E然后我们对得到的表达式在进行遍历拼接,然后我们再运算表达式。u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E这样我们就能得出正确的结果了u003Cu002Fpu003Eu003Cpu003E最后多说一句,小编是一名python开发工程师,这里有我自己整理了一套最新的python系统学习教程,包括从基础的python脚本到web开发、爬虫、数据分析、数据可视化、机器学习等。想要这些资料的可以关注小编,并在后台私信小编:“01”即可领取。u003Cu002Fpu003Eu003Cu002Fdivu003E”

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