[C++] 麻将胡牌算法

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麻将的玩法规则众多，核心的玩法是一致的，本文将根据联发科2017年编程挑战赛的复赛题规则来实现。

牌的表示方式

ABCDEFGHI代表一到九萬，abcdefghi代表一到九条，123456789代表一到九饼

三种胡牌牌型

• 普通牌型，14张牌，形如：3+3+3+3+2。其中数字2代表两张相同的牌可成一组，形如XX。数字3代表三张相同或者连续的牌可成一组，形如XXX、XYZ。
• 龙七对，14张形如：2+2+2+2+2+2+2。
• 带杠，即普通牌型里三张一样的牌XXX可以升级成XXXX，称为一道杠。每多一道杠，牌总数可以增加一张。最多可以有4道杠，因此带杠的胡牌，牌总数最多可以达18张。

样例

• ABCeee345456DD 胡牌，组牌方式为 ABC+eee+345+456+DD，普通牌型。
• ABeeee345456DD 炸胡，因为AB两张牌未能形成组牌。
• AAAABC123456333 炸胡，虽然看似组牌OK（AAA+ABC+124+345+456+333）但是不符合任何一种胡牌牌型。
• AADDFF1133aagg 胡牌，暗七对。
• AAAABBBBCCCCDDDD88 胡牌，3+3+3+3+2牌型，升级了4道杠。
• AAA123789 炸胡，不符合任何一种牌型。
• AAA111345666DEF88 炸胡，不符合任何一种牌型。

算法实现思路

1、普通牌型为3n+2的形式，和龙7对均为14张牌，若有杠则最多有18张牌，因此第一步可以判定，如果牌数小于14或者大于18，则必定不能胡牌；

2、对牌进行从小到大排序，方便后续判断。如果手牌数是14张，可以先判定是否是龙7对(对对胡)，其特点是每张奇数位的牌都和它后一位的牌相等。如果不是对对胡，则进入步骤3；

3、3n+2形式的普通牌型里面有一个对子，因此判断是不是胡牌牌型，可以先找出其中的一个对子。一张牌可能有2张也可能有4张，可以组成对子也可能组成暗杠或者杠，又或者是和后面的牌组成顺子。不管情况有多少种，对子一定是出现在重复的牌之中，只要每次遍历去除一个对子即可。接下来进入步骤4；

4、去除一个对子后，判定是否是3n牌型，即是否是全部由顺子或者暗杠组成。由于牌已经经过排序，所以只要观察第一张牌即可。

• 如果第一张牌的数量只有一张或者两张，则这张牌必须和后面的牌组成顺子，否则不能胡牌。如果存在这样的顺子，去除这个顺子
• 如果第一张牌的数量有三张或者四张，则可能组成一个暗杠，或者是和后面的牌组成顺子（先不考虑有杠的情况），去除这个暗杠（顺子）

一直循环以上的判断，满足条件则去掉这三张牌，直到牌数为0时，返回“胡牌”，否则回到步骤3中，将之前去除的对子放回，继续删除下一个对子。如果步骤3中尝试过所有的对子还没能满足胡牌条件时，则返回“不胡牌”；

5、如果牌数为15张，则至少包含一个4张牌的杠，否则不胡牌。如果包含多个杠，则依次遍历删除一个杠，再进入步骤3，判断是不是3n牌型。如果遍历完所有的杠后还不能胡牌，则返回“不胡牌”；

6、如果牌数是16张，则至少包含2个杠，依次遍历删一对杠的组合，余下同步骤5类似。同理，牌数为17张和18张时方法类似。

C++源代码

#include <iostream>
#include <vector>
#include <algorithm>

using std::vector;
using std::cout;

template <typename T>
void showVector(vector <T> & lst);
vector <int> findReptPos(vector <char> & lst);
bool isDDH(const vector <char> & lst);
bool isHU3N(vector <char> & lst);
vector <char> delDUI(const vector <char> & lst, const int x);
bool is3N(vector <char> lst);
int numOfFirst(vector <char> lst);
bool checkGroup(vector <char> lst, const int num);
void delGroup(vector <char> & lst, const int num);
vector <char> delGANG(const vector <char> & lst, const int x);
vector <int> findGangPos(const vector <char> & lst);

int main(int argc, char **argv)
{

	char *mahjong = argv[1];
	vector <char> lst;

	for (int i = 0; mahjong[i] != '\0'; ++i)
	{
		lst.push_back(mahjong[i]);
	}

	std::sort(lst.begin(), lst.end());  // 从小到大排序

	/*cout << "sort: ";
	showVector(lst);*/

	int num = lst.size();  // 麻将牌数量

	if ((num < 14) || (num > 18))
	{
		cout << "BAD";
		return 0;
	}

	if (num == 14)  // 14张牌，2种胡牌法
	{
		if (isDDH(lst))  // 如果是对对胡
		{
			cout << "GOOD";
			return 0;
		}
		if (isHU3N(lst))
		{
			cout << "GOOD";
		}
		else
		{
			cout << "BAD";
		}

		return 0;

	}

	if (num == 15)
	{
		vector <int> pos = findGangPos(lst);  // 查找杠的位置		

		if (pos.size() < 1)
		{
			cout << "BAD";
		}
		else
		{
			// 依次删除一个杠，再判断是否是3N牌型
			for (int i = 0; i < pos.size(); ++i)
			{
				vector <char> newLst = delGANG(lst, pos[i]);
				/*cout << "delGANG/";
				showVector(newLst);*/

				if (isHU3N(newLst))
				{
					cout << "GOOD";
					return 0;
				}

			}

			cout << "BAD";
		}
	}
	if (num == 16)
	{
		vector <int> pos = findGangPos(lst);  // 查找杠的位置		

		if (pos.size() < 2)  // 少于2个杠肯定不胡牌
		{
			cout << "BAD";
		}
		else
		{
			// 依次删除不同的2个杠组合,再判断是否是3N牌型
			for (int i = 0; i < pos.size() - 1; ++i)
			{
				for (int j = i + 1; j < pos.size(); ++j)
				{
					// 注意先删除后一个杠，否则位置会变动
					vector <char> newLst1 = delGANG(lst, pos[j]);
					vector <char> newLst2 = delGANG(newLst1, pos[i]);

					/*cout << "delGANG/";
					showVector(newLst2);*/

					if (isHU3N(newLst2))
					{
						cout << "GOOD";
						return 0;
					}
				}
			}

			cout << "BAD";
		}
	}
	if (num == 17)
	{
		vector <int> pos = findGangPos(lst);  // 查找杠的位置		

		if (pos.size() < 3)  // 少于3个杠肯定不胡牌
		{
			cout << "BAD";
		}
		else
		{
			// 依次删除不同的3个杠组合,再判断是否是3N牌型
			for (int i = 0; i < pos.size() - 2; ++i)
			{
				for (int j = i + 1; j < pos.size() - 1; ++j)
				{
					for (int k = j + 1; k < pos.size(); ++k)
					{
						// 注意先删除后一个杠，否则位置会变动
						vector <char> newLst1 = delGANG(lst, pos[k]);
						vector <char> newLst2 = delGANG(newLst1, pos[j]);
						vector <char> newLst3 = delGANG(newLst2, pos[i]);

						/*cout << "delGANG/";
						showVector(newLst3);*/

						if (isHU3N(newLst3))
						{
							cout << "GOOD";
							return 0;
						}
					}
				}
			}

			cout << "BAD";
		}
	}
	if (num == 18)
	{
		vector <int> pos = findGangPos(lst);  // 查找杠的位置		

		if (pos.size() != 4)  // 不是4个杠肯定不胡牌
		{
			cout << "BAD";
		}
		else
		{
			// 直接删除4个杠
			vector <char> newLst1 = delGANG(lst, pos[3]);
			vector <char> newLst2 = delGANG(newLst1, pos[2]);
			vector <char> newLst3 = delGANG(newLst2, pos[1]);
			vector <char> newLst4 = delGANG(newLst3, pos[0]);

			/*cout << "delGANG/";
			showVector(newLst4);*/

			if (newLst4[0] == newLst4[1])
			{
				cout << "GOOD";
			}
			else
			{
				cout << "BAD";
			}
		}
	}

	return 0;
}

// 显示列表内容
template <typename T>
void showVector(vector <T> & lst)
{
	vector <T>::iterator iter;  // 迭代器
	for (iter = lst.begin(); iter != lst.end(); iter++)
	{
		cout << *iter << " ";
	}
	cout << "\n";
}

// 查找重复牌的位置
vector <int> findReptPos(vector <char> & lst)
{
	vector <int> pos;  // 储存重复牌的位置
	int temp_pos = 0;

	if (lst.size() <= 1)  // 牌数小于等于1，直接返回
	{
		return pos;
	}

	// lst.size() >= 2
	vector <char>::iterator iter2;
	iter2 = lst.begin();
	++iter2;  // 迭代器不支持算数运算,只能++/--/advance链式操作
	if (lst.front() == *iter2)
	{
		pos.push_back(temp_pos);
	}

	vector <char>::iterator it_front;
	vector <char>::iterator it_back;

	for (auto iter1 = iter2; iter1 != (--lst.end()); iter1++)  // 从第二位到倒数第二位
	{
		++temp_pos;  // 位置更新

		it_front = iter1; --it_front;
		it_back = iter1; ++it_back;

		// 不等于前面的且等于后面的
		if ((*iter1 != *it_front) && (*iter1 == *it_back))
		{
			pos.push_back(temp_pos);
		}
	}

	return pos;
}

// 是否是对对胡
bool isDDH(const vector <char> & lst)
{
	vector <char> newLst = lst;

	for (int i = 0; i <= 12; ++i)
	{
		if (newLst[i] != newLst[i + 1])
		{
			return false;
		}
		++i;
	}

	return true;
}

// 是否是普通牌型3n
bool isHU3N(vector <char> & lst)
{

	vector <int> pos = findReptPos(lst);  // 找重复牌的位置
	for (int i = 0; i < pos.size(); ++i)  // 依次去掉重复的对子
	{
		vector <char> newLst = delDUI(lst, pos[i]);  // 删除一对牌

		/*cout << "delDUI/";
		showVector(newLst);*/

		if (is3N(newLst))
		{
			return true;
		}
	}
	return false;
}

// 是否是N个顺子或者暗杠
bool is3N(vector <char> lst)
{

	if (lst.size() % 3 != 0)
	{
		return false;
	}

	while (lst.size() > 0)
	{

		if (lst.size() >= 3)
		{
			int num = numOfFirst(lst);  // 计算第一张牌的重复数量

			if (checkGroup(lst, num))  // 检查是否有第一个顺子或者暗杠
			{

				delGroup(lst, num);  // 删除这组顺子或者暗杠

			}
			else
			{
				return false;
			}

		}

		/*cout << "//";
		showVector(lst);*/
	}

	return true;
}

// 检查是否有第一个顺子或者暗杠
bool checkGroup(vector <char> lst, const int num)
{
	if ((num == 1) && (lst[1] == lst[0] + 1))
	{
		// 第二个数可能有重复情况
		for (int i = 2; i < lst.size(); ++i)
		{
			if (lst[i] != lst[1])
			{
				if (lst[i] == lst[0] + 2)
				{
					return true;
				}
				else
				{
					return false;
				}
			}
		}

	}
	if ((num == 2) && (lst[2] == lst[1] + 1))
	{
		// 第三个数可能有重复情况
		for (int i = 3; i < lst.size(); ++i)
		{
			if (lst[i] != lst[2])
			{
				if (lst[i] == lst[1] + 2)
				{
					return true;
				}
				else
				{
					return false;
				}
			}
		}

	}
	if (num >= 3)
	{
		return true;
	}

	return false;
}

// 删除这组顺子或者暗杠
void delGroup(vector <char> & lst, const int num)
{

	if (num == 1)
	{
		vector <char>::iterator iter = ++lst.begin();
		for (int i = 2; i < lst.size(); ++i)
		{
			++iter;
			if (lst[i] == (1 + lst[1]))
			{
				lst.erase(iter);
				lst.erase(lst.begin());
				lst.erase(lst.begin());
				break;
			}

		}
	}

	if (num == 2)
	{
		vector <char>::iterator iter = ++(++lst.begin());
		for (int i = 3; i < lst.size(); ++i)
		{
			++iter;
			if (lst[i] == (1 + lst[2]))
			{
				lst.erase(iter);
				lst.erase(++lst.begin());  // 删除第二位的牌
				lst.erase(++lst.begin());
				break;
			}
		}
	}

	if (num >= 3)
	{
		lst.erase(lst.begin());
		lst.erase(lst.begin());
		lst.erase(lst.begin());
	}
}

// 计算第一张牌的重复数量
int numOfFirst(vector <char> lst)
{
	if (lst[0] != lst[1])
	{
		return 1;
	}
	if ((lst[0] == lst[1]) && (lst[1] != lst[2]))
	{
		return 2;
	}

	if (lst[0] == lst[2])
	{
		if (lst.size() == 3)
		{
			return 3;
		}
		if ((lst.size() >= 4) && (lst[2] != lst[3]))  // lst[3]一定保证size>=4
		{
			return 3;
		}

	}
	if ((lst[0] == lst[3]) && (lst.size() >= 4))
	{
		return 4;
	}
	return 0;
}

// 删除x和x+1位置的一对牌
vector <char> delDUI(const vector <char> & lst, const int x)
{
	vector <char> newLst;

	for (int i = 0; i < lst.size(); ++i)
	{
		if ((i != x) && (i != (x + 1)))
		{
			newLst.push_back(lst[i]);
		}
	}

	return newLst;
}

// 删除起始位置为x的杠（4张牌）
vector <char> delGANG(const vector <char> & lst, const int x)
{
	vector <char> newLst;

	for (int i = 0; i < lst.size(); ++i)
	{
		if ((i < x) || (i > x + 3))
		{
			newLst.push_back(lst[i]);
		}
	}

	return newLst;
}

// 查找杠的位置
vector <int> findGangPos(const vector <char> & lst)
{
	vector <int> pos;
	int temp_pos = 0;

	if (lst.size() < 4)
	{
		return pos;
	}

	for (int i = 0; i < lst.size() - 3; ++i)
	{

		if (lst[i] == lst[i + 3])
		{
			pos.push_back(temp_pos);
		}

		++temp_pos;  // 位置更新
	}

	return pos;
}

程序运行结果

程序从命令行参数取得输入数据，数据为一个字符串，代表一副牌。若这副牌达到胡牌条件，输出GOOD，否则输出BAD。