【每周一练】LabVIEW益智游戏-24点：程序设计详解

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电子发烧友论坛每周一练第二期益智游戏24点活动已经结束了，源程序和评分都已在原网页上发布，喜欢的下载下来看看，一定能从中学到很多东西。
我侥幸的得到了第一名，现在跟大家分享一下程序设计经验，其中定会存在不足，还望高手多多指点。
我的程度的整体设计思路已在《开发者文档》中写的比较清楚了，但文档是在最初开发程序时写的，现在看来，也有不正确的地方，接下来跟大家分享该文档，结合文档中的问题与大家在程序设计中存在的问题，再次详细的分析该程序的设计要点。

以下摘自《开发者文档》并适当修改：
1、采用生产者消费者结构
程序可以仅使用事件结构，但生产者消费者结构维护方便，更便于程序的实现。
2、程序比较简单，为了程序结构的简洁，不使用自定义控件
队列元素使用字符串；
扑克的显示使用图片下拉列表组成的数组。
3、程序功能
包括24点游戏、批量24点计算、概率计算（包括理论与随机概率计算）全部的要求。
4、随机生成4个数
给的建议为随机生成4个1-13的数，样本为13^4，不符合实际的52取4的样本。
考虑实际的游戏情况，应该是52随机取4，程序实现中可以先将52张牌随机洗牌，之后抽取最前边4张组成四张牌，下一轮抽取剩下48张牌的最前边4张，依次往后…剩余牌数为0时，自动随机洗牌，同时可增加手动洗牌的功能。
洗牌可采用LabVIEW自带的【重排数组元素】。
可以每次都重新洗牌，对统计概率没有影响，但每次都洗牌不符合实际，同时影响程序性能。
5、计算器
程序中用到了将字符串当公式计算结果，采用LabVIEW自带的【公示节点求值】（该VI功能强大，也比较难懂，本题目的要求比较简单，还可以自己编写简单易懂的程序，也可以使用动态链接库来完成）。
同时计算器需要验证输入的字符串是否符合要求，比如直接输入24，计算结果就是24，需增加验证程序；
计算结果的与(24-精度)跟(24+精度)比较即可判断是否正确（精度建议取1e-6~1/13），直接判断或转为整数（四舍五入等）后判断是否等于24不正确。
6、自动计算公式
即常见的枚举法填运算符，考虑程序运行效率，使用调用动态链接库的方法，由C语音完成算法的实现。
点击“我不会”之后，结果公式自动填入公式输入框，而不是提示栏，便于游戏。
7、自动计算算法
整体运算格式分两种情况：
第1种表达式:(data1□data2)□(data3□data4)=24；
该表达式只用4个数循环代入、穷举4*4*4种运算符即可。
第2种表达式:((data1□data2)□data3)□data4=24；
使用4个数循环代入，该表达式可包括以下表达式:
data1□(data2□(data3□data4))=24；data1□((data2□data3)□data4)=24；(data1□(data2□data3))□data4=24；
但由于减法、除法的两个操作数是不可交换的，增加反减（交换操作数后做减法）、反除（交换操作数后做除法）两个运算，
该种表达式需穷举4*6*6种运算符。
鉴于本程序需求只用提示一个解，以上程序只要找到一个解即可退出返回。
具体算法见源代码，如完全用LabVIEW实现，也可按该代码实现，但LabVIEW的程序效率会较低。
8、批量24点计算
未说明批量的量有多大，但给的样本仅1.27kb，按文件最大20M计算，可一次性读取文件、操作显示，未进行分批次及内存管理；
输出结果用二维数组字符串表示，数组拼接效率地下，尽量采用批量操作；
用时都在1ms内（显示的1ms其实是正好赶上毫秒数更换，并没有1ms），无意思。
9、理论概率计算
应该按52取4的方法计算，样本270725，有解217817，有解率80.4569%，用时18~22秒。
顺便计算13选1选4次的概率，样本为13^4=28561，有解22615，有解率79.1814%，用时1.8~2.3秒。
1820种不同的组合，有解1362，有解率74.8352%，用时0.2~0.4秒，使用该方法可以判断算法是否正确；
以上测试计时用CPU为i5-3470。
10、随机概率计算
自动进行发牌操作，统计有解概率，仅统计与实际游戏相符的52取4的有解概率，理论值为80.4569%。
增加保留历史发牌总数与有解数量的功能，清除数据时数弹窗提示。
测试的几千万的历史数据得到的概率为80.44%~80.46%，与理论值80.4569%接近。
11、界面设计、程序注释、图标优化
时间有限（24日才在论坛看到），界面只做简单的设计，在一个界面中显示了所有功能，没有弹窗等，界面一般；
程序使用生产者消费者结构，比较容易理解，简单制作图标。
12、键盘操作优化
增加各按钮的键盘操作快捷键，Esc、F1~F12，方便操作。
13、软件使用说明
完善开发者文档、编写软件Readme文档。
14、扩展：增加任意输入4个数返回公式结果功能。
15、扩展（未做）
1-10的24点扩展
只需修改洗牌（40的全排）与显示处（换下拉列表框，或按13的列表框修改值）的程序即可，概率统计也只用修改52、13等值即可。
三种概率依次为：79936/91390=87.4669%、8558/10000=85.8500%、566/715=79.1608%。

程序设计补完·201511
https://bbs.elecfans.com/jishu_528940_1_1.html
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