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Java玩转《啊哈算法》纸牌游戏之小猫钓鱼

article 2025/3/6 17:02:42
缘起性空

文章目录

  • 缘起
  • 代码地址
  • 纸牌游戏
    • 分析
    • 代码
    • 演示
    • 优化

缘起

各位小伙伴们好呀，还有几天就要过年了，祝大家新年快乐，万事胜意！

本人最近看了下《啊哈算法》，确实阔以。

但稍显遗憾的是，书籍示例代码是c语言，而不是本人常用的Java。

那就弥补遗憾，说干就干，把这本书的示例语言用java写一遍， 顺带附上一些自己的理解！

于是本篇博客就横空出世了！！！

在这里插入图片描述

本篇博客主要是通过一个纸牌游戏的案例，将之前所讲队列和栈的内容组合运用，以便更加深刻的理解：

  1. Java玩转《啊哈算法》解密QQ号之队列
  2. Java玩转《啊哈算法》解密回文之栈

在这里插入图片描述

来不及买纸质书但又想尽快感受算法魅力的童鞋也甭担心，电子版的下载链接已经放到下方了，可尽情下载。

链接：https://pan.baidu.com/s/1imxiElcCorw2F-HJEnB-PA?pwd=jmgs
提取码：jmgs

代码地址

本文代码已开源：

git clone https://gitee.com/guqueyue/my-blog-demo.git

请切换到gitee分支，

然后查看aHaAlgorithm模块下的src/main/java/com/guqueyue/aHaAlgorithm/chapter_2_StackAndChainTable即可！

纸牌游戏

在书中，作者直接了当的介绍了一款纸牌游戏：

星期天小哼和小哈约在一起玩桌游，他们正在玩一个非常古怪的扑克游戏——“小猫钓鱼”。
游戏的规则是这样的：
将一副扑克牌平均分成两份，每人拿一份。
小哼先拿出手中的第一张扑克牌放在桌上，然后小哈也拿出手中的第一张扑克牌，
并放在小哼刚打出的扑克牌的上面，就像这样两人交替出牌。
出牌时，如果某人打出的牌与桌上某张牌的牌面相同，
即可将两张相同的牌及其中间所夹的牌全部取走，并依次放到自己手中牌的末尾。
当任意一人手中的牌全部出完时，游戏结束，对手获胜。

在这里插入图片描述

假如游戏开始时，小哼手中有 6 张牌，顺序为 2 4 1 2 5 6，小哈手中也有 6 张牌，顺序为 3 1 3 5 6 4，最终谁会获胜呢？
现在你可以拿出纸牌来试一试。接下来请你写一个程序来自动判断谁将获胜。
这里我们做一个约定，小哼和小哈手中牌的牌面只有 1~9。

不知道大家小时候有没有玩过这款纸牌游戏？

反正我小时候是经常玩，只不过我们那里不叫小猫钓鱼，而是叫“排火车”。

当然，也有很多地方叫“拉火车”。大致是因为扑克牌一张一张连起来真的很像一节节的火车呀！

在这里插入图片描述

分析

我们来分析一下这个游戏规则，其实这个纸牌游戏非常的简单：

无非就是你一张，我一张；如遇到桌子上有相同的，就把相同的纸牌以及中间的纸牌全部收起来。

而你手上的纸牌是先进先出，明显是 队列；桌子上的纸牌则是先进后出，显然是 栈。

我们只需要用代码模拟出牌流程，边出牌边判断谁的牌没有了，即可判断游戏谁将获胜！

代码

首先，我们创建一个队列类，用于模拟手上的牌：

package com.guqueyue.aHaAlgorithm.entity;

/**
 * @Author: guqueyue
 * @Description: 队列类 - 通过数组实现
 * @Date: 2024/1/11
 **/
public class Queue {

    public int[] data = new int[1001]; // 数组，用来储存内容
    public int head; // 队首
    public int tail; // 队尾

	/**
     * @Description 重写 toString()方法，便于打印查看队列内容
     * @Param []
     * @return java.lang.String
     **/
    @Override
    public String toString() {
	    if (this.head == this.tail) {
            return "无";
        }
	        
        String str = "";
        int head = this.head, tail = this.tail;
        while (head < tail) {
            str += data[head++] + " ";
        }

        return str;
    }
}

其次，我们再创建一个栈类，用于模拟桌子上的牌：

package com.guqueyue.aHaAlgorithm.entity;

/**
 * @Author: guqueyue
 * @Description: 栈 - 通过数组实现
 * @Date: 2024/1/12
 **/
public class Stack {

    public int[] data = new int[10]; // 数组，用来存储栈的内容
    public int top; // 栈顶

    /**
     * @Description 重写 toString()方法，便于打印查看栈内容
     * @Param []
     * @return java.lang.String
     **/
    @Override
    public String toString() {
	    if (this.top == 0) {
            return "无";
	    }
        
        String str = "";
        int top = this.top;
        while (top > 0) {
            str += data[--top] + " ";
        }
       
        return str;
    }
}

因为我们假设牌面为 1-9，所以这里我们数组的长度设置为10即可。

我们需要声明一些变量，用来表示双方的卡牌以及桌子上的牌：

    private static Queue q1 = new Queue(); // 小哼手中的牌
    private static Queue q2 = new Queue(); // 小哈手中的牌
    private static Stack stack = new Stack(); // 桌面上的牌

然后，我们编写一个方法，用来输入读取双方的卡牌：

 	/**
     * @Description 读牌
     * @Param []
     * @return void
     **/
    private static void readCard() {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);

        System.out.print("请输入牌数：");
        int n = scanner.nextInt();

        // 小哼手中的牌
        System.out.print("请输入小哼手中的牌（1-9），中间空格隔开，再按回车：");
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            q1.data[q1.tail++] = scanner.nextInt();
        }

        // 小哈手中的牌
        System.out.print("请输入小哈手中的牌（1-9），中间空格隔开，再按回车：");
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            q2.data[q2.tail++] = scanner.nextInt();
        }
    }

然后，我们需要模拟双方不断出牌和手牌的过程，直至双方中有人手中无牌（这里是核心逻辑）：

		// 循环拿牌放牌，直到有一方无牌
        while (q1.head < q1.tail && q2.head < q2.tail) {

            // 出牌阶段，小哼先拿牌
            int t = q1.data[q1.head];

            // 判断桌面是否是相同的牌
            boolean flag = judgeCard(t);

            // 小哼放牌
            giveCard(q1, t);

            if (flag) { // 如果有，则拿牌
                // 收牌
                getCard(q1, t);
            }

            // 出牌阶段，小哈再出牌
            t = q2.data[q2.head];

            // 判断桌面是否是相同的牌
            flag = judgeCard(t);

            // 小哈放牌
            giveCard(q2, t);

            // 遍历栈，发现是否有相同的牌 - 拿桌面上的牌
            if (flag) {
                getCard(q2, t);
            }
        }

在这个过程中，我们还需要一个方法，用来判断出的牌桌面上是否有：

	/**
     * @Description 判断桌子上是否有相同的牌
     * @Param [t: 出的牌]
     * @return boolean
     **/
    private static boolean judgeCard(int t) {

        boolean flag = false;
        for (int j = 0; j < stack.top; j++) {
            if (t == stack.data[j]) {
                flag = true;
                break;
            }
        }

        return flag;
    }

因为小哼和小哈放牌的逻辑是一样的，所以我们也可以抽取出一个方法：

	/**
     * @Description 出牌
     * @Param [q: 需要出牌的队列, t: 出的牌]
     * @return int 出的牌
     **/
    private static void giveCard(Queue q, int t) {

        // 放牌到桌子上
        q.head++;
        stack.data[stack.top++] = t;
    }

同样的，收牌我们也可以抽取出一个方法：

	/**
     * @Description 收牌
     * @Param [q: 谁的牌， t: 出的牌]
     * @return void
     **/
    private static void getCard(Queue q, int t) {

        // 先拿第一张
        q.data[q.tail++] = stack.data[--stack.top];

        while (t != stack.data[stack.top-1]) {
            // 入队
            q.data[q.tail++] = stack.data[--stack.top];
        }

        // 拿最后一张牌
        q.data[q.tail++] = stack.data[--stack.top];
    }

最后，我们需要一个方法用来打印最后的结果：

 	/**
     * @Description 打印最后的结果
     * @Param []
     * @return void
     **/
    private static void print() {
        System.out.println("========================最终结果========================");
        System.out.println("小哼： " + q1);
        System.out.println("小哈：" + q2);
        System.out.println("桌面：" + stack);

        // 判断谁赢
        System.out.println(q1.head >= q1.tail ? "小哈赢了！" : "小哼赢了");
    }

完整代码如下：

package com.guqueyue.aHaAlgorithm.chapter_2_StackAndChainTable;

import com.guqueyue.aHaAlgorithm.entity.Queue;
import com.guqueyue.aHaAlgorithm.entity.Stack;

import java.util.Scanner;

/**
 * @Author: guqueyue
 * @Description: 纸牌游戏 - 暂且规定牌面只有 1-9
 * @Date: 2024/1/12
 **/
public class CardGame {

    private static Queue q1 = new Queue(); // 小哼手中的牌
    private static Queue q2 = new Queue(); // 小哈手中的牌
    private static Stack stack = new Stack(); // 桌面上的牌

    public static void main(String[] args) {

        // 读牌
        readCard();

        // 循环拿牌放牌，直到有一方无牌
        while (q1.head < q1.tail && q2.head < q2.tail) {

            // 出牌阶段，小哼先拿牌
            int t = q1.data[q1.head];

            // 判断桌面是否是相同的牌
            boolean flag = judgeCard(t);

            // 小哼放牌
            giveCard(q1, t);

            if (flag) { // 如果有，则拿牌
                // 收牌
                getCard(q1, t);
            }

            // 出牌阶段，小哈再出牌
            t = q2.data[q2.head];

            // 判断桌面是否是相同的牌
            flag = judgeCard(t);

            // 小哈放牌
            giveCard(q2, t);

            // 遍历栈，发现是否有相同的牌 - 拿桌面上的牌
            if (flag) {
                getCard(q2, t);
            }
        }

        // 打印最后的结果
        print();
    }

    /**
     * @Description 读牌
     * @Param []
     * @return void
     **/
    private static void readCard() {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);

        System.out.print("请输入牌数：");
        int n = scanner.nextInt();

        // 小哼手中的牌
        System.out.print("请输入小哼手中的牌（1-9），中间空格隔开，再按回车：");
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            q1.data[q1.tail++] = scanner.nextInt();
        }

        // 小哈手中的牌
        System.out.print("请输入小哈手中的牌（1-9），中间空格隔开，再按回车：");
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            q2.data[q2.tail++] = scanner.nextInt();
        }
    }

    /**
     * @Description 判断桌子上是否有相同的牌
     * @Param [t: 出的牌]
     * @return boolean
     **/
    private static boolean judgeCard(int t) {

        boolean flag = false;
        for (int j = 0; j < stack.top; j++) {
            if (t == stack.data[j]) {
                flag = true;
                break;
            }
        }

        return flag;
    }

    /**
     * @Description 出牌
     * @Param [q: 需要出牌的队列, t: 出的牌]
     * @return int 出的牌
     **/
    private static void giveCard(Queue q, int t) {

        // 放牌到桌子上
        q.head++;
        stack.data[stack.top++] = t;
    }

    /**
     * @Description 收牌
     * @Param [q: 谁的牌， t: 出的牌]
     * @return void
     **/
    private static void getCard(Queue q, int t) {

        // 先拿第一张
        q.data[q.tail++] = stack.data[--stack.top];

        while (t != stack.data[stack.top-1]) {
            // 入队
            q.data[q.tail++] = stack.data[--stack.top];
        }

        // 拿最后一张牌
        q.data[q.tail++] = stack.data[--stack.top];
    }

    /**
     * @Description 打印最后的结果
     * @Param []
     * @return void
     **/
    private static void print() {
        System.out.println("========================最终结果========================");
        System.out.println("小哼： " + q1);
        System.out.println("小哈：" + q2);
        System.out.println("桌面：" + stack);

        // 判断谁赢
        System.out.println(q1.head >= q1.tail ? "小哈赢了！" : "小哼赢了");
    }
}

演示

我们启动上文的代码，运行程序，可得：

在这里插入图片描述
哦，看来是小哈赢了。诶，等等，这个时候看过原书的小伙伴可能就要说了(不过我猜，压根没有 )

：你这个跟书上的结果不太一样呀？

在这里插入图片描述

其实是因为书上的程序并没有拿回桌面上相同的那张牌。

我们把拿回桌面上相同的那张牌的代码注释：

在这里插入图片描述
再次运行程序，可得：

在这里插入图片描述
这样的结果跟书上就一致了。

但是，这个并不符合作者所描述的游戏规则：

如果某人打出的牌与桌上某张牌的牌面相同，即可将两张相同的牌及其中间所夹的牌全部取走，并依次放到自己手中牌的末尾。

不知道是作者粗心大意，还是有意为之。

优化

当然，这上面的代码还有一定的优化空间。

比如，如何判断桌面上是否有牌？我们在上文中是直接循环栈来判断的。

在这里插入图片描述
但是，在循环里面嵌套循环其实是非常占用时间复杂度的。

在这里插入图片描述

我们这里直接声明一个数组，用来表示桌面上是否有牌：

private static int[] book = new int[10]; // 用来标记桌面上的牌是否存在

然后，放牌的时候标记：

在这里插入图片描述

取牌的时候取消标记即可：
在这里插入图片描述
下面是完整代码：

package com.guqueyue.aHaAlgorithm.chapter_2_StackAndChainTable;

import com.guqueyue.aHaAlgorithm.entity.Queue;
import com.guqueyue.aHaAlgorithm.entity.Stack;

import java.util.Scanner;

/**
 * @Author: guqueyue
 * @Description: 纸牌游戏 - 暂且规定牌面只有 1-9 - 优化版
 * @Date: 2024/1/12
 **/
public class CardGame2 {

    private static Queue q1 = new Queue(); // 小哼手中的牌
    private static Queue q2 = new Queue(); // 小哈手中的牌
    private static Stack stack = new Stack(); // 桌面上的牌

    private static int[] book = new int[10]; // 用来标记桌面上的牌是否存在

    public static void main(String[] args) {

        // 读牌
        readCard();

        // 循环拿牌放牌，直到有一方无牌
        while (q1.head < q1.tail && q2.head < q2.tail) {

            // 出牌阶段，小哼先拿牌
            int t = q1.data[q1.head];

            // 判断桌面是否是相同的牌
            boolean flag = book[t] == 1;

            // 小哼放牌
            giveCard(q1, t);

            if (flag) { // 如果有，则拿牌
                // 收牌
                getCard(q1, t);
            }

            // 出牌阶段，小哈再出牌
            t = q2.data[q2.head];

            // 判断桌面是否是相同的牌
            flag = book[t] == 1;

            // 小哈放牌
            giveCard(q2, t);

            // 遍历栈，发现是否有相同的牌 - 拿桌面上的牌
            if (flag) {
                getCard(q2, t);
            }
        }

        // 打印最后的结果
        print();
    }

    /**
     * @Description 读牌
     * @Param []
     * @return void
     **/
    private static void readCard() {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);

        System.out.print("请输入牌数：");
        int n = scanner.nextInt();

        // 小哼手中的牌
        System.out.print("请输入小哼手中的牌（1-9），中间空格隔开，再按回车：");
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            q1.data[q1.tail++] = scanner.nextInt();
        }

        // 小哈手中的牌
        System.out.print("请输入小哈手中的牌（1-9），中间空格隔开，再按回车：");
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            q2.data[q2.tail++] = scanner.nextInt();
        }
    }

    /**
     * @Description 出牌
     * @Param [q: 需要出牌的队列, t: 出的牌]
     * @return int 出的牌
     **/
    private static void giveCard(Queue q, int t) {

        // 放牌到桌子上
        q.head++;
        stack.data[stack.top++] = t;

        // 标记
        book[t] = 1;
    }

    /**
     * @Description 收牌
     * @Param [q: 谁的牌， t: 出的牌]
     * @return void
     **/
    private static void getCard(Queue q, int t) {

        // 先拿第一张
        book[stack.data[stack.top-1]] = 0; // 取消标记
        q.data[q.tail++] = stack.data[--stack.top];

        while (t != stack.data[stack.top-1]) {


            book[stack.data[stack.top-1]] = 0; // 取消标记
            // 入队
            q.data[q.tail++] = stack.data[--stack.top];
        }

        // 拿最后一张牌
        book[stack.data[stack.top-1]] = 0; // 取消标记
        q.data[q.tail++] = stack.data[--stack.top];
    }

    /**
     * @Description 打印最后的结果
     * @Param []
     * @return void
     **/
    private static void print() {
        System.out.println("========================最终结果========================");
        System.out.println("小哼： " + q1);
        System.out.println("小哈：" + q2);
        System.out.println("桌面：" + stack);

        // 判断谁赢
        System.out.println(q1.head >= q1.tail ? "小哈赢了！" : "小哼赢了");
    }
}

运行：
在这里插入图片描述

搞定。


http://www.kler.cn/a/231150.html

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