雙重河內塔II

2022-07-09 15:30:11 字數 2168 閱讀 8223

又稱:雙重漢諾塔問題

雙重河內塔包含 2n 個圓盤,它們有 n 種不同的尺寸,每一種尺寸的圓盤有兩個。如通常那樣,要求每次只能移動乙個圓盤,且不能把較大的圓盤放在較小的圓盤上面。

a 如果相同尺寸的圓盤是相互不可區分的,要把乙個雙重塔從一根樁柱移動到另一根樁柱需要移動多少次?

所以隱藏含義就是:移動的過程中,同一大小型號的盤子的上下次序無所謂對於這類遞迴的題目,我們應該先找規律,然後再推出遞迴式,寫出**

ps:這邊我們要寫的程式是,輸出每乙個步驟,例如將幾號盤從幾號柱子移動到幾號柱子

n = 1 時,執行以下演算法:

第 n(上) 圓盤從 a 移到 c,需 1 步;

第 n(下) 圓盤從 a 移到 b,需 1 步;

第 n(上) 圓盤從 c 移到 b,需 1 步。

我們將圓盤從上到下依次按照1~2n進行編號

我們中間的輸出步驟過程暫時不考慮2k-1和2k的差別

先簡化難度,將2k-1和2k看成一樣的

(但是最後上下順序還是原來的,最後總步數不影響,只是簡化中間輸出過程)

輸出中間步驟時統一輸出"k號型盤子"

第三篇文章中會講到區別2k-1與2k的做法

因為順序要和初始的一樣

第2n號圓盤應該,被放在第c柱的最低端

然後再放上2n-1號盤子

最後再將1~(2n-2)號盤子全部移到c柱上

但是我們怎麼確定,移動1~(2n-2)號盤子就是順序的呢?

因為執行一次\(a_\)操作後,只有最下面兩個盤子的順序會互換

因為\(a_n\)中需要執行兩次\(a_\)操作

所以執行兩次之後就回到了原來的順序

具體證明會在第三篇中講到

1.第 1~n-1 圓盤從 a 移到 b,需 \(a_\) 步;

2.第 n(上) 圓盤從 a 移到 c,需 1 步;

3.第 1~n-1 圓盤從 b 移到 c,需 \(a_\) 步;

4.第 n(下) 圓盤從 a 移到 b,需 1 步;

5.第 1~n-1 圓盤從 c 移到 a,需 \(a_\) 步;

6.第 n(上) 圓盤從 c 移到 b,需 1 步;

7.第 1~n-1 圓盤從 a 移到 b,需 \(a_\) 步。

*/根據遞迴式,我們可以得出

我們設最終完成2n個圓盤的移動所需要的總步數為\(b_n\)

第一篇文章中,已知問題a對應的\(a_n=2^-2\)

故\(\begin

&b_n=a_+1+a_+1+a_+1+a_\\

&=4\times a_+3\\

&=4\times (2^-2)+3\\

&=2^+5\\

\end\)

雙重河內塔I

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