概要设计及详细设计

概要设计

打招呼并判断用户是否使用该程序

1）获取数据确认用户使用该程序时提醒用户输入数据

判断用户输入数据的合法性并将合法数据存入数组

循环体1：控制第一个运算符

2）运算部分循环体2：控制第二个运算符

循环体3：控制第三个运算符

比较运算部分的结果与24：采用3个循环结构

3）输出结果打印出第一个可能的结果，终止程序

输出

没有结果时输出提示信息，终止程序

详细设计

先来分析输入部分的设计原理，作为程序的设计者，和用户的沟通是很重要的。所以开头设计了一个打招呼函数，在该函数中向用户说明程序的功能并征求用户是否开始该程序。这样的设计思路更加人性化。不仅如此，在输入数据时，设计一个循环结构，用来检测用户输入的数据是否合法，如果超出取值范围会提醒用户重新输入。这样就能够比较顺利地完成数据的获取任务。

基于穷举和简化算法结构两个出发点，该程序主体采用的是循环结构。

首先，考虑到四个数之间只能有三个运算符，每种运算符都有四种可能（加、减、乘、

除）。所以总共有4*4*4种可能的组合方式（暂不考虑家括号下的运算顺序），所以我设计了三重循环。分别以i，j，k作为计数变量，先固定i、j保持不变，k从0变到3，分别表示按照加、减、乘、除的方式依次循环，然后再让i保持不变，让k由0变到1，再将k循环从0到3循环一次，以此往复就可以把运算符所有可能的组合穷尽。

当然这是算法实现的基本过程，而在将运算方式（加、减、乘、除）与计数变量联系起来的桥梁就是函数。函数可以对两个整数进行处理，要使其根据计数变量的不同进行不同的类型的运算，就叫引入一个新的变量，在执行函数功能时让它作为开关（在该程序中，0代表加，1代表减，2代表乘，3代表除）就可以了。

最后一部分即输出部分给出了运算结果，先采用循环结构比较结果值与24是否相等（由于计算机本身精度的原因，其实只要当结果和24的差值足够小时就可以确定这种可能是可以得出24的），如果判断成立，马上输出结果并停止进一步的循环检测（减少运算量，提高效率）；如果没有可能，就输出“NO SOLUTION!”提醒用户所输入的四个数无法组合形成24。在这一步就会发掘出运算部分的四维数组的优势，中括号中的数字组合刚好对应一定的运算方式，在打印过程中就有章可循了。

总的设计思路还是按照解决问题的一般逻辑问题进行的，其中不乏很多以前没有实践过的思路和方法，而且也会涉及到一些其他方面的知识，比如电脑本身的数据结构、精度等等。所以一个完整的程序需要合乎逻辑的算法，以及多方面的考虑和技术的支持。