[Java] java实现24点游戏

• 随机生成4个代表扑克牌牌面的数字字母，程序自动列出所有可能算出24的表达式
  
• 列出表达式无重复
  
• 用户初始生命值为一给定值（比如3），初始分数为0。随机生成4个代表扑克牌牌面的数字或字母，由用户输入包含这4个数字或字母的运算表达式（可包含括号），如果表达式计算结果为24则代表用户赢了此局。
  
• 使用计时器要求用户在规定时间内输入表达式，如果规定时间内运算正确则加分，超时或运算错误则进入下一题并减少生命值（不扣分）。
  
• 所有成绩均可记录在toplist.txt文件中。
  

• 需要注意的是：在遍历集合的过程中，由于集合中存入的数组的数据为两个数据组合的形式，所以遍历是只需要控制好下标，使的每一个表达式中只有n1,n2,n3,n4这四个数据，而不会出现类似于n1,n2,n1,n3 这种组合的方式。
  
• 具体的流程图入下图所示：
  

import java.io.ioexception;
import java.util.arraylist;
import java.util.hashset;
import java.util.list;
import java.util.random;
import java.util.scanner;
import java.util.set;
 
/**
 * 
 * title: test description: 1. 采用随机数生成4个符合要求的数据，假设四个数据为n1,n2,n3,n4 。
 * 2．把数据相互组合可以得到如下组合：n1和n2 ，n1和n3，n1和n4，n2和n3，n2和n4。
 * 3．将上面的组合进行各种可能的运算例如：n1+n2，n1-n2，n2-n1，n1*n2，n1/n2，n2/n1等等。 
 * 4.把上面组合计算出来的结果存入进对应的数组中例如：组合相加的结果存入add数组，相减的结果存入sub数组……最终将这些数组存入一个list集合中，目的是为了方便通过循环遍历出每一种组合。
 * 5.通过循环去遍历每一种组合，把这些组合在一起进行相加，相减等运算，记录结果为24的表达式
 * @author jianglei
 */
public class game {
 static set<string> set = new hashset<string>();// 使用set存储算式表达式可以避免有重复的结果
 float[] data = new float[4];// 存放数据的集合
 float[] add = new float[6];// 存放组合相加的结果的集合
 float[] sub1 = new float[6];// 存放相减的结果（两个数相减的结果存在两种可能）
 float[] sub2 = new float[6];// 存放相减的结果
 float[] mul = new float[6];// 存放相乘
 float[] div1 = new float[6];// 存放相除（两个数相除的结果存在两种可能）
 float[] div2 = new float[6];// 存放相除
 list<float[]> list = new arraylist<float[]>();// 存放组合结果运算的集合
 
 /**
 * 
 * title: combine
 * </p>
 * description: 该方法用来获取每两个数字的组合组合， 用1代表第一个数字，2代表第二个数字....共有六种组合方式，分别如下：
 * 1和2,1和3,1和 4,2和 3,2和 4,3和 4 在上面的组合中，每一种组合都对应着 加减乘除 这四种运算
 * 将上述的组合的每种计算结果存入上面声明的集合
 */
 public void conbine(float n1, float n2, float n3, float n4) {
 add[0] = n1 + n2;
 add[1] = n1 + n3;
 add[2] = n1 + n4;
 add[3] = n2 + n3;
 add[4] = n2 + n4;
 add[5] = n3 + n4;
 
 sub1[0] = n1 - n2;
 sub1[1] = n1 - n3;
 sub1[2] = n1 - n4;
 sub1[3] = n2 - n3;
 sub1[4] = n2 - n4;
 sub1[5] = n3 - n4;
 sub1[5] = n3 + n4;
 
 sub2[0] = n2 - n1;
 sub2[1] = n3 - n1;
 sub2[2] = n4 - n1;
 sub2[3] = n3 - n2;
 sub2[4] = n4 - n2;
 sub2[5] = n4 - n3;
 
 mul[0] = n2 * n1;
 mul[1] = n3 * n1;
 mul[2] = n4 * n1;
 mul[3] = n3 * n2;
 mul[4] = n4 * n2;
 mul[5] = n4 * n3;
 
 div1[0] = n1 / n2;
 div1[1] = n1 / n3;
 div1[2] = n1 / n4;
 div1[3] = n2 / n3;
 div1[4] = n2 / n4;
 div1[5] = n3 / n4;
 
 div2[0] = n2 / n1;
 div2[1] = n3 / n1;
 div2[2] = n4 / n1;
 div2[3] = n3 / n2;
 div2[4] = n4 / n2;
 div2[5] = n4 / n3;
 
 list.add(add);// 把各种组合加入到list集合中，方便通过循环来遍历每一种组合方式
 list.add(sub1);
 list.add(sub2);
 list.add(mul);
 list.add(div1);
 list.add(div2);
 }
 
 public void getdata() {
 random r = new random();
 // 获取1——13的的数字的集合
 data[0] = r.nextint(12) + 1;
 data[1] = r.nextint(12) + 1;
 data[2] = r.nextint(12) + 1;
 data[3] = r.nextint(12) + 1;
 system.out.print("四个数字为：");
 for (float f : data)
 switch ((int) f) {// 将11,12,13,1变成j,q,k,a
 case 1:
 system.out.print("a" + " ");
 break;
 case 11:
 system.out.print("j" + " ");
 break;
 case 12:
 system.out.print("o" + " ");
 break;
 case 13:
 system.out.print("k" + " ");
 break;
 default:
 system.out.print((int) f + " ");
 break;
 }
 system.out.println();
 boolean flag = false;// 通过该变量去判断是否存在表达式
 conbine(data[0], data[1], data[2], data[3]);
 for (int a = 0; a < 3; a++) {// 有种组合方式，分别遍历每一种组合方法
 for (int b = 0; b < 6; b++) {// 穷举每一个组合和他们之间的运算
 for (int c = 0; c < 6; c++) {// 判断每一种组合的每一种运算结果是否等于24
 if ((list.get(b)[a] + list.get(c)[5 - a]) == 24) {
 dataformat.judge(a, b, c, data, "+", set);
 flag = true;
 }
 // 减法
 if ((list.get(b)[a] - list.get(c)[5 - a]) == 24) {
 dataformat.judge(a, b, c, data, "-", set);
 }
 if ((list.get(b)[5 - a] - list.get(c)[a]) == 24) {
 dataformat.judge(a, b, c, data, "-", set);
 flag = true;
 }
 // 乘法
 if ((list.get(b)[a] * list.get(c)[5 - a]) == 24) {
 dataformat.judge(a, b, c, data, "*", set);
 flag = true;
 }
 // 除法
 if ((list.get(b)[a] / list.get(c)[5 - a]) == 24) {
 dataformat.judge(a, b, c, data, "/", set);
 flag = true;
 }
 if ((list.get(b)[5 - a] / list.get(c)[a]) == 24) {
 dataformat.judge(a, b, c, data, "/", set);
 flag = true;
 }
 }
 }
 }
 if (!flag)
 system.out.println("没有表达式满足条件");
 }

import java.io.bufferedoutputstream;
import java.io.fileoutputstream;
import java.io.ioexception;
import java.util.calendar;
import java.util.date;
import java.util.random;
import java.util.scanner;
import java.util.timer;
import java.util.timertask;
 
import javax.script.scriptengine;
import javax.script.scriptenginemanager;
import javax.script.scriptexception;
 
public class autogame {
 static boolean flag = true;//该变量标识是否超时
 static int life = 3;//初始化生命值
 static int score=0;//初始化分数
 
 /**
 *开始游戏的方法，该方法通过当前生命值判断是否结束 
 */
 public void start() throws ioexception {
 calendar date = calendar.getinstance();//实例化calendar对象
 while(life>0) {//当生命值大于0才会进行
 flag=true;//初始化分数标记
 date.settime(new date());
 date.add(calendar.second, 20);//设置限定时间
 timer timer = new timer();
 //当达到限定时间将会执行run()方法,即把全局变量flag变为false
 timer.schedule(new remindtask(), date.gettime());
 int answer = answer();
 switch(answer) {
 case -1:
 system.out.println("表达式错误！！ 当前生命值为"+life+" 分数为："+score);
 break;
 case -2:
 system.out.println("输入超时！！ 当前生命值为"+life+" 分数为："+score);
 break;
 case -3:
 system.out.println("结果错误！！ 当前生命值为"+life+" 分数为："+score);
 break;
 case 1: 
 system.out.println("正确,得到1分奖励！！ 当前生命值为"+life+" 分数为："+score);
 break;
 }
 system.out.println("----------");
 }
 system.out.println("游戏结束……分数为: "+score);//循环结束也就是生命值为0,打印游戏结束
 savescore(score);//将玩家当前分数存入文件
 return;
 }
/**
 * 
 * title: getdata</p> 
 * description:给定任意的数据 
 * @return
 */
 private float[] getdata() {
 float[] data = new float[4];
 random r = new random();//随机生成四个数据存入数组中
 data[0] = r.nextint(12) + 1;
 data[1] = r.nextint(12) + 1;
 data[2] = r.nextint(12) + 1;
 data[3] = r.nextint(12) + 1;
 system.out.print("四个数字为：");
 for (float f : data)
 switch ((int) f) {
 case 1:
 system.out.print("a" + " ");
 break;
 case 11:
 system.out.print("j" + " ");
 break;
 case 12:
 system.out.print("o" + " ");
 break;
 case 13:
 system.out.print("k" + " ");
 break;
 default:
 system.out.print((int) f + " ");
 break;
 }
 system.out.println("请开始作答，时间20秒");
 return data;
 }
 
 /**
 * 
 * title: answer</p> 
 * description:根据用户输入返回false或true
 * 1.输入不含给定值，返回false
 * 2.输入超时，返回false
 * 3.输入表达式的值不为24，返回false
 * 否则，返回true 
 * @return -1代表输入的表达式与系统给出的数字不吻合
 * @return -2代表用户计算结果超时
 * @return -3代表结果错误
 * @return 1代表用户计算正确
 */
 public int answer() {
 scanner sc = new scanner(system.in);
 float[] data = getdata();//获取给定的数据
 //获取script引擎，调用eval()方法来判断表达式是否正确
 scriptenginemanager scriptenginemanager = new scriptenginemanager();
 scriptengine scriptengine = scriptenginemanager.getenginebyname("nashorn");
 string exper = sc.next();
 try {
 string res = string.valueof(scriptengine.eval(exper));
 for (int i = 0; i < data.length; i++)
 if (!exper.contains(data[i] + "")) {//输入的表达式不含给定的值
 life--;
 return -1;
 }
 if(!flag) {//判断超时
 life--;
 return -2;
 }
 if (res.equals("24")) {//回答正確并且没有超时
 score++;//分数加一
 return 1;
 }
 life--;
 } catch (scriptexception e) {
 system.out.println("表达式输入不合法");
 }
 return -3;
 
 }
 /**
 * title: savescore</p> 
 * description: 该方法表示将玩家当前分数存入toplist.txt文件
 * @param score 需要存入的分数
 * @throws ioexception
 */
 public static void savescore(int score) throws ioexception {
 fileoutputstream fos = new fileoutputstream("e:/toplist.txt");
 bufferedoutputstream bos = new bufferedoutputstream(fos);
 bos.write((score+"").getbytes());//把分数写入文件
 bos.close();
 
 }
 public static void main(string[] args) throws ioexception {
 savescore(1);
 }
}
/**
 * 
* title: remindtask
* description:该timertask并且重写run()可以实现在指定的定时时间执行run方法的内容
* @author jianglei 
 */
class remindtask extends timertask {
 
 @override
 public void run() {
 autogame.flag = false;//当超时会把全局变量flag变为false
 }
 
}

import java.util.set;
/**
 * 
* title: getfoamat
* description: 该类通过在循环中的a b c的值判断出当前所参与运算的值与参加运算的符号，假设四个值为n0,n1,n2,n3
* 形参 a、b、c为循环变量，形参n数组为参与运算的四个数字，形参op表示当前进行的运算类型，形参set为存储结果的容器
 
 */
public class dataformat {
 public static void judge(int a,int b,int c,float[]n,string op,set<string> set) {
 stringbuilder sb = new stringbuilder();
 if(a==0) {//n0和n1 与n2和n3之间的运算
 if(b==0) {//n0+n1
 if(c==0) {//n2+n3
 sb.append("(").append(n[0]).append("+").append(n[1]).append(")").append(op).append("(").append(n[2]).append("+").append(n[3]).append(")").append("=24");
 }if(c==1) {//n2-n3
 sb.append("(").append(n[0]).append("+").append(n[1]).append(")").append(op).append("(").append(n[2]).append("-").append(n[3]).append(")").append("=24");
 }if(c==2) {//n3-n2
 sb.append("(").append(n[0]).append("+").append(n[1]).append(")").append(op).append("(").append(n[3]).append("-").append(n[2]).append(")").append("=24");
 }if(c==3) {// n2*n3
 sb.append("(").append(n[0]).append("+").append(n[1]).append(")").append(op).append("(").append(n[2]).append("*").append(n[3]).append(")").append("=24");
 }if(c==4) {// n2/n3
 sb.append("(").append(n[0]).append("+").append(n[1]).append(")").append(op).append("(").append(n[2]).append("/").append(n[3]).append(")").append("=24");
 }if(c==5) {// n3/n2
 sb.append("(").append(n[0]).append("+").append(n[1]).append(")").append(op).append("(").append(n[3]).append("/").append(n[2]).append(")").append("=24");
 }
 //将运算表达式存入容器
 set.add(sb.tostring());
 //将sb清空
 sb = new stringbuilder();
 }if(b==1) {//n0-n1
 //由于这种代码篇幅比较长，在这里省略了，思路和上面的一致
 }

import java.io.ioexception;
import java.util.scanner;
 
public class test {
 public static void main(string[] args) throws ioexception {
 scanner sc = new scanner(system.in);
 game t = new game();
 system.out.println("----------");
 system.out.println("1.随机生成数判断");
 system.out.println("2.用户输入运算式");
 system.out.println("请选择");
 char op = sc.next().charat(0);
 switch (op) {
 case '1':
 t.getdata();
 for (string str : t.set) {
 system.out.println(str.replaceall(".0", ""));
 }
 break;
 case '2':
 autogame a = new autogame();
 a.start();
 break;
 default:
 system.out.println("输入错误");
 }
 }
}