#include<iostream>
#include<stdlib.h>
#include<math.h>
#include<time.h> 

using namespace std; 
int m; //用來標(biāo)志能否運算出24
double arithmetic(int flag,float m,float n) //進行四則運算
{ 
 switch(flag) //判斷運算符號，返回相對應(yīng)的運算結(jié)果 
 {
 case 0:  
 return (m+n); 
 case 1:  
 return (m-n); 
 case 2:  
 return (m*n); 
 case 3:  
 if (n==0)
 return 10000; //除數(shù)為0，則返回10000，使之不能運算出24  
 else   
 return (m/n); 
 case 4:  
 return (n-m); 
 case 5:  
 if (m==0)   
 return 10000; //除數(shù)為0，則返回10000，使之不能運算出24  
 else   
 return (n/m); 
 default:  
 return 0; 
 }
}

void show(int type,int i,int j,int k,float a,float b,float c,float d)//利用參數(shù)type選擇輸出形式，利用參數(shù)i,j,k確定輸出的運算符號
{ 
 char sign[6]; //定義運算符號數(shù)組 
 sign[0]='+'; 
 sign[1]='-'; 
 sign[2]='*'; 
 sign[3]='/'; 
 sign[4]='-'; //減法不符合交換律 
 sign[5]='/'; //除法不符合交換律 
 if (type==1) //根據(jù)括號的類型做不同的輸出 
 {  
 if(j==4 || j==5) //減法和除法  
 {   
 if (k==4 || k==5)  // a*(b*(c+d)) 形式
 cout<<d<<sign[k]<<"("<<c<<sign[j]<<"("<<a<<sign[i]<<b<<")) = 24 "<<endl;
   else    // (a*(b+c))*d 形式 
 cout<<"("<<c<<sign[j]<<"("<<a<<sign[i]<<b<<"))"<<sign[k]<<d<<" = 24"<<endl;  
 }  
 else if (k==4 || k==5)// a*((b+c)*d) 形式  
 {   
 cout<<d<<sign[k]<<"(("<<a<<sign[i]<<b<<")"<<sign[j]<<c<<") = 24"<<endl;  
 }  
 else // ((a+b)*c)*d 形式   
 cout<<"(("<<a<<sign[i]<<b<<")"<<sign[j]<<c<<")"<<sign[k]<<d<<"= 24"<<endl; 
 } 
 if (type==2 || type==3)// (a+b)*(c+d) 形式 
 {  
 cout<<"("<<a<<sign[i]<<b<<")"<<sign[k]<<"("<<c<<sign[j]<<d<<")= 24"<<endl; 
 }
}

void calculate(float a,float b,float c,float d) //進行加、減、乘、除運算
{ 
 int i,j,k; 
 float sum1,sum2,sum3; //儲存 3 次兩兩運算的結(jié)果
 for (i=0; i<4; i++) // "+ - * /" 4個運算符號選3個，有4*4*4=64種  
 for (j=0; j<6; j++) // 3種運算符排列 有 3!=6 種   
 for (k=0; k<6; k++)   
 { 
 if ((!(i==3 && b==0)) && (!(j==3 && c==0)) && (!(k==3 && d==0))) // 括號的類型為(())    
 {// 3為做除法運算的標(biāo)志，除數(shù)為 0 時，跳過 = = 
 sum1=arithmetic(i,a,b); //a，b做 以 i 為標(biāo)志的運算，然后把值賦給sum1     
  sum2=arithmetic(j,sum1,c); //sum1，c做 以 j 為標(biāo)志的運算，然后把值賦給sum2     
  sum3=arithmetic(k,sum2,d); //sum2，d做 以 k 為標(biāo)志的運算，然后把值賦給sum3
 if (fabs(sum3-24)<0.001)//判斷能否運算出24，出現(xiàn)小數(shù)時，能夠包含在內(nèi)     
 {      
 m++;   //標(biāo)志能運算出24      
 show(1,i,j,k,a,b,c,d); // 輸出運算出 24 的表達式     
 }    
 }    
 if (k==2)// ()*()    
 {     
 sum1=arithmetic(i,a,b); //a，b做 以 i 為標(biāo)志的運算，然后把值賦給sum1     
 sum2=arithmetic(j,c,d); //sum1，c做 以 j 為標(biāo)志的運算，然后把值賦給sum2
  sum3=sum1*sum2;     
 if (fabs(sum3-24)<0.001)//出現(xiàn)小數(shù)時，能夠包含在內(nèi) 
 {      
 m++;    //標(biāo)志能運算出24      
  show(2,i,j,k,a,b,c,d); // 輸出運算出 24 的表達式     
 }    
 }    
 if (k==3)// 括號的類型為()()    
 {     
 sum1=arithmetic(i,a,b); //sum1，c做 以 j 為標(biāo)志的運算，然后把值賦給sum2     
 sum2=arithmetic(j,c,d); //sum1，c做 以 j 為標(biāo)志的運算，然后把值賦給sum2     
 if (sum2!=0)     
 {      
  sum3=sum1/sum2;       
  if (fabs(sum3-24)<0.001)//出現(xiàn)小數(shù)時，能夠包含在內(nèi)      
  {       
 m++;     //標(biāo)志能運算出24       
  show(3,i,j,k,a,b,c,d); // 輸出運算出 24 的表達式      
  }     
 }     
 }   
 }
}


int main() //主函數(shù)
{ 
 int y; 
 int i,j,k,l; 
 srand((unsigned)time(0)); 
 int a[4]; //儲存所輸入的 4個 整數(shù) 
 {
 cout<< "******************************24點游戲*******************************"<<endl<<endl;  
  cout<<"請輸入選項：0、隨機生成數(shù)字  1、離開游戲"<<endl;  
 cin>>y ; //輸入選項   
 while(true)  
 {   
 if(y==0)   
 {    
 for(i=0; i<4; i++)    
 {     
  a[i]=rand()%13+1;    
 }    
 for(i=0; i<4; i++)    
 {     
  cout<<a[i]<<" ";    
 }    
 cout<<endl;    
 break;   
 }   
 else   
 {    
 cout<< "等你回來哦!"<<endl;    
 return 0;   
 }  
 }
 for (i=0; i<4; i++)//4的排列 4!=24，每中情況調(diào)用calculate   
 for (j=0; j<4; j++)
 if (j!=i)//第2數(shù)和第1個數(shù)不能重復(fù)
  for (k=0; k<4; k++)      
   if (k!=j && k!=i) //第3數(shù)和第1，2個數(shù)不能重復(fù)       
   for (l=0; l<4; l++)        
   if (l!=i && l!=j && l!=k) //第4數(shù)和第1，2，3個數(shù)不能重復(fù)        
   {         
  calculate(a[i],a[j],a[k],a[l]);//調(diào)用calculate函數(shù)，進行進行加、減、乘、除運算        
   }    
 } 
 return 0;
}