java—获取数学表达式的所有排列

8zzbczxx  于 2021-07-13  发布在  Java
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任务

给出一个数字列表
如:
1, 2, 3.
使用乘法或加法运算(/+)得到这些数字的每个组合
所以在上面的例子中,组合是
1+2+3
1+2
3
123
1*2+3
我写了一个基本的递归方法来解决这个问题,我的想法如下
给我一个号码我可以
加上下一个号码
乘以下一个数字

所以你得到了一棵这样的树

START NUMBER
              /   \
             *     +
            / \   /  \
           *   + *    +

等。。。
但是每个答案输出两次
使用1,2,3得到的输出是
12+3
1
2+3
123
123
1+2+3
1+2+3
1+23
1+2
3

我的问题

这是一个可接受的算法吗?如果是的话,我的代码出了什么问题
有没有其他更有效的方法。

代码

package AG;

import java.util.LinkedList;
import java.util.Stack;

/**
 *
 * @author Tamir Shklaz
 */
public class ArithmeticGame {

    /**
     * @param args the command line arguments
     */
    public static void main(String[] args) {
        LinkedList<Integer> numbers = new LinkedList<>();
        LinkedList<Integer> number = new LinkedList<>();
        for (int i = 1; i <= 3; i++) {
            numbers.add(i);
        }
        permutateSigns('*', numbers, 0, "");
        permutateSigns('+', numbers, 0, "");

    }

    public static void permutateSigns(char operation, LinkedList<Integer> number, int pos, String expresion) {
        double sum = 0;
        if (pos == number.size()-1) {
            expresion += number.get(pos);
            System.out.println(expresion);

        } else {
            expresion += (Integer.toString(number.get(pos)) + Character.toString(operation));
            permutateSigns('+', number, pos + 1, expresion);
            permutateSigns('*', number, pos + 1, expresion);
        }

    }
}
3pvhb19x

3pvhb19x1#

我认为你的错误是你给函数permutatesigns传递了一个操作符,而不是给所有操作符。
因此,在一开始调用同一个函数两次,结果得到两倍的答案。
这是正确的代码(我想这是你需要的)

public class ArithmeticGame {

    public static void main(String[] args) {
        LinkedList<Integer> numbers = new LinkedList<>();
        for (int i = 1; i <= 3; i++) {
            numbers.add(i);
        }
        char[] operations = { '*', '+' };
        permutateSigns(operations, numbers, 0, "");
    }

    public static void permutateSigns(char[] operations, LinkedList<Integer> numbers, int pos, String expression) {
        expression += numbers.get(pos);
        if (pos == numbers.size() - 1) {
            System.out.println(expression);
        } else {
            for (char operation : operations) {
                permutateSigns(operations, numbers, pos + 1, expression + operation);
            }
        }
    }
}

另外,我建议您使用arraylist而不是linkedlist,因为执行的get操作将有o(1)个时间而不是o(n)

umuewwlo

umuewwlo2#

您的错误是,在上一次调用permutatesigns()函数两次时增加position,因此ˋpos==number.get(pos)ˋ 对每个组合都是两次。一次下面的符号是+第二次是*。一个非常快速的解决方法是只输出一个解决方案,例如,如果操作char是'+'

if(operation=='+')
  System.out.println(expression);

对于更优雅的解决方案,您可能需要重新安排操作/更改算法流。
在这里,我改变了算法,先放一个运算符,然后放一个数字

public static void main(String[] args) {
        LinkedList<Integer> numbers = new LinkedList<>();
        LinkedList<Integer> number = new LinkedList<>();
        for (int i = 1; i <= 3; i++) {
            numbers.add(i);
         }
        permutateSigns('*', numbers, 1, numbers.get(0).toString());
        permutateSigns('+', numbers, 1, numbers.get(0).toString());
    }

    public static void permutateSigns(char operation, LinkedList<Integer> number, int pos, String expression) {
        if (pos == number.size()-1) {
            expression = expression + operation + number.get(pos);
            System.out.println(expression);
        } else {
            expression += ( Character.toString(operation) + Integer.toString(number.get(pos)));
            permutateSigns('+', number, pos + 1, expression);
            permutateSigns('*', number, pos + 1, expression);
        }

    }
}
vdzxcuhz

vdzxcuhz3#

有一个更好的解决办法。你的代码是递归的,因此会有一个可怕的运行时。有一个简单得多的解决方案:如果你有 n 操作员和 m 要添加的数字,总共有 n ^ (m - 1) 可能的组合。通过将每个运算符编码为一个数字,可以创建一个基于n的数字。或者反过来说:每个数字 (0 , n ^ (m - 1) 可以解析为运算符的组合。

public static void main(String[] args){
    int[] numbers = {1 , 2 , 3};
    String[] operators = {"+" , "*"};

    int maxEnc = 1;
    for(int i = 0 ; i < numbers.length - 1 ; i++)
        maxEnc *= operators.length;

    int[] digits = new int[operators.length];
    int tmp;
    for(int i = 0 ; i < maxEnc ; i++){
        tmp = i;

        //interprete tmp as a n-based number and retrieve it's digits
        for(int j = 0 ; j < operators.length ; j++){
            digits[j] = tmp % operators.length;
            tmp /= operators.length;
        }

        String result = "";
        for(int j = 0 ; j < numbers.length - 1 ; j++)
            //reinterpret the digits as operators
            result += numbers[j] + operators[digits[j]];
        result += numbers[numbers.length - 1];

        System.out.println(result);
    }
}

注意:此代码也可以使用更多运算符或更多数字运行

6tdlim6h

6tdlim6h4#

显然我回答得有点晚了。问题是你没有迭代操作数。下面是解决问题的清晰代码。

public class Test {

    /**
     * @param args the command line arguments
     */
    public static void main(String[] args) {
        List<Integer> numbers = new ArrayList<>();
        for (int i = 1; i <= 3; i++) {
            numbers.add(i);
        }
        permutateSigns(' ', numbers, 0, "");
    }

    public static void permutateSigns(char operation, List<Integer> number, int pos, String expresion) {
        expresion += number.get(pos);
        if (pos == number.size() - 1) {
            System.out.println(expresion);
        } else {
            for (Operands operand : Operands.values()) {
                permutateSigns(operand.getValue(), number, pos + 1, expresion + operand.getValue());
            }
        }
    }

    public enum Operands {

        ADD('+'), MULTIPLY('*');
        private final char operand;

        private Operands(char operand) {
            this.operand = operand;
        }

        public char getValue() {
            return operand;
        }
    }
}
s71maibg

s71maibg5#

+----+-------+------+-------+------+
|    |       |      |       |      |
| 1  |   op1 | 2    |  op2  |  3   |
+----------------------------------+
|    |       |      |       |      |
|    |       |      |       |      |
+----------------------------------+
|    |       |      |       |      |
|    |       |      |       |      |
|    |       |      |       |      |
|    |       |      |       |      |
|    |       |      |       |      |
|    |       |      |       |      |
+----+-------+------+-------+------+

你可以这样看待这个问题。基本上你只需要生成你需要使用的操作符的置换。在这个例子中,它们是+和*所以,它们的置换是:++****那么你只需要把它们插入到我在图中给你展示的操作符位置。留给你编码的部分。
:)

aydmsdu9

aydmsdu96#

javascript赋给集合,第一个为操作数,应应用于第二组数字,然后我们用目标值计算生成的表达式。

var targetValue=10;
var set=[2,4,8,16,64];
//var ops=['+','-', '/', '*'];

var retArray=new Array();

function permutateSigns(operand, numbers, pos, epx){

        var sum = 0;
        if (pos == numbers.length-1) {
            epx += numbers[pos];
            //console.log(epx);
            retArray.push(epx);
        } else {
            epx += (numbers[pos]) + operand;
            permutateSigns('+', numbers, pos + 1, epx);
            permutateSigns('-', numbers, pos + 1, epx);
            permutateSigns('*', numbers, pos + 1, epx);
            permutateSigns('/', numbers, pos + 1, epx);
        }
    }
permutateSigns('+',set,0,"");
var per=retArray;
console.log(per);

var validExpr;
for (var i = 0; i < retArray.length; i++) {
    var result=eval(retArray[i]);

    if(result===targetValue)
        validExpr= retArray[i];
    else
     console.log(retArray[i] + ":" + eval(retArray[i]));
}
console.log("valid expression is:" + validExpr + "; value:"+ eval(validExpr) + "number of permutations is:"+ retArray.length);

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