漢諾塔問題

2022-08-23 08:18:07 字數 1781 閱讀 9891

漢諾塔,相信大家已經不再陌生。我覺得也可能是很多人比較迷茫的問題。今天,不知道怎麼突然靈光一現,把這個困擾我好久的問題給解決了。分享給大家,希望有所幫助。

至於問題背景,這裡再大致介紹一下,如圖:

將一系列木塊,從a移動到c,可以借助b,當然,木塊的秩序不能改變,即小的木塊一定要放在大的木塊上面。現在要怎麼做呢?

遞迴?沒錯!就是遞迴,那怎麼分析呢?

現在,可以這樣想:

①假設只有乙個木塊,直接從a移動到c就可以了,問題完成。

②如果有n個木塊,那麼把a上面的n-1個木塊通過c移動到b上,a上面還剩下最大的一塊,直接移動到c上不就好了嗎?(至於如何實現n-1塊木塊的移動,具體細節可以先不考慮,這裡只是一種思想

③現在的情況變成了b上還有n-1塊,a空了,需要把這n-1塊移動通過a移動到c上,看一下,這乙個步驟是不是和②是相同的呢,只是引數相對發生了一下變化而已。這不就是遞迴的典型應用嗎,最後當只剩下一塊的時候就是遞迴出口。以三塊為例,下面是移動的**過程:

以上所講都是在**的方式下,理解起來應該不是太難。但問題畢竟要用程式來實現,現在我們換一種思路,用演算法來分析該問題:

/*

*n 移動的木塊個數

a,b,c 中介木板

*/hanoi(n,a,b,c)

1if n==1

then

2move(a,c)

3else

4 hanoi(n-1

,a,c,b)

5move(a,c)

6 hanoi(n-1,b,a,c)

具體分析如下:

①**第一行的四個引數表示為,把a上的n個木塊通過b移動到c

②如果n為1,那麼直接從a移動到c即可,此為遞迴出口

③當n不為1的時候,要先把a上面的n-1個木塊通過c移動到b

④再把a上面的乙個移動到c

⑤最後把b上面的n-1個木塊通過a移動到c

ok,問題至此解決!

當然,使用演算法講解時,只是一種思想,不能跟蹤到到每一次的具體實現。如果想跟蹤每一步的移動怎麼辦呢,於是我把**稍微改動了一下,使之每移動一次都顯示出來,完整如下:

#includevoid move(char x,char

y)void hanoi(int n,char a,char b,charc)}

intmain()

經過這樣的一點小小改動之後,程式就能將每一步如何移動顯示出來了,也就達到了跟蹤觀察的目的。當然,如果有興趣的話,不妨自己手動追蹤一下,肯定會有不一樣的感受;

執行結果如下:

最後,經過我的幾組測試,貌似發現了乙個有趣的結論:採用漢諾塔移動木塊時,移動的次數是

2的n次方減1(

2^n-1,其中n

為要移動的木塊數),如果有誤,懇請大家指點。

注:以上**均在 code::blocks + gnu gcc環境下編譯執行通過

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