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表达式得到期望结果的组成种数

程序员文章站 2022-04-02 10:41:03
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表达式得到期望结果的组成种数

//表达式得到期望结果的组成种数
public class ExpreeNum{
	
	//判断是否是有效的表达式
	public static boolean isValid(char[]exp)
	{
		//表达式的长度必须是奇数
		if((exp.length&1)==0)
		{
			return false;
		}
		//偶数位置必须为0或1
		for(int i=0;i<exp.length;i+=2)
		{
           if((exp[i]!='0')&&(exp[i]!='1'))
           {
           	return false;
           }
		}
        //奇数位置必须为& | ^
        for(int i=1;i<exp.length;i+=2)
        {
        	if((exp[i]!='&')&&(exp[i]!='|')&&(exp[i]!='^'))
           {
           	return false;
           }

        }


		return true;

	}
   

   //暴力递归法(总共分为6种情况(根据desired,每个分为三种情况))
	public static int num01(String express,boolean desired)
	{
		if(express==null||express.equals(""))
		{
			return 0;
		}
		//字符串转数组
		char[]exp=express.toCharArray();
        if(!isValid(exp))
        {
        	return 0;
        }
        //递归函数
        return p(exp,desired,0,exp.length-1);

	}
	//暴力递归的函数
	public static int p(char[]exp,boolean desired,int l,int r)
	{
       if(l==r)
       {
       	if(exp[l]=='1')
       	{
       		return desired?1:0;
       	}else{
       		return desired?0:1;
       	}
       }
       int res=0;
       //desired为true分为三种情况
       if(desired)
       {
         	for (int i = l + 1; i < r; i += 2) {
				switch (exp[i]) {
				case '&':
					res += p(exp, true, l, i - 1) * p(exp, true, i + 1, r);
					break;
				case '|':
					res += p(exp, true, l, i - 1) * p(exp, false, i + 1, r);
					res += p(exp, false, l, i - 1) * p(exp, true, i + 1, r);
					res += p(exp, true, l, i - 1) * p(exp, true, i + 1, r);
					break;
				case '^':
					res += p(exp, true, l, i - 1) * p(exp, false, i + 1, r);
					res += p(exp, false, l, i - 1) * p(exp, true, i + 1, r);
					break;
				}
			}

       }
       //desired为false分为三种情况
       else{
        	for (int i = l + 1; i < r; i += 2) {
				switch (exp[i]) 
				{
				case '&':
					res += p(exp, false, l, i - 1) * p(exp, true, i + 1, r);
					res += p(exp, true, l, i - 1) * p(exp, false, i + 1, r);
					res += p(exp, false, l, i - 1) * p(exp, false, i + 1, r);
					break;
				case '|':
					res += p(exp, false, l, i - 1) * p(exp, false, i + 1, r);
					break;
				case '^':
					res += p(exp, true, l, i - 1) * p(exp, true, i + 1, r);
					res += p(exp, false, l, i - 1) * p(exp, false, i + 1, r);
					break;
				}
			}

       }
      
      return res;

	}

    //动态规划法
    public static int num02(String express,boolean desired)
    {
    	if(express==null||express.equals(""))
		{
			return 0;
		}
		//字符串转数组
		char[]exp=express.toCharArray();
        if(!isValid(exp))
        {
        	return 0;
        }
        //构造动态规划矩阵
        int[][]t=new int[exp.length][exp.length]; //true矩阵
        int[][]f=new int[exp.length][exp.length]; //false矩阵
        t[0][0]=exp[0]=='0'?0:1;
        f[0][0]=exp[0]=='1'?0:1;
          
        //偶数位置必须为数字
        for (int i = 2; i < exp.length; i += 2) {
			t[i][i] = exp[i] == '0' ? 0 : 1;
			f[i][i] = exp[i] == '1' ? 0 : 1;
			for (int j = i - 2; j >= 0; j -= 2) {
				for (int k = j; k < i; k += 2) {
					//三种情况分开考虑
					if (exp[k + 1] == '&') {
						t[j][i] += t[j][k] * t[k + 2][i];
						f[j][i] += (f[j][k] + t[j][k]) * f[k + 2][i] + f[j][k] * t[k + 2][i];
					} else if (exp[k + 1] == '|') {
						t[j][i] += (f[j][k] + t[j][k]) * t[k + 2][i] + t[j][k] * f[k + 2][i];
						f[j][i] += f[j][k] * f[k + 2][i];
					} else {
						t[j][i] += f[j][k] * t[k + 2][i] + t[j][k] * f[k + 2][i];
						f[j][i] += f[j][k] * f[k + 2][i] + t[j][k] * t[k + 2][i];
					}
				}
			}
		}
		//返回右上角位置
		return desired ? t[0][t.length - 1] : f[0][f.length - 1];

    }

	public static void main(String[]args)
	{
		String express="1^0|0|1";
		System.out.println(num01(express,false));
        System.out.println(num02(express,false));

	}
}
表达式得到期望结果的组成种数