汉诺塔问题(+递推公式)



汉诺塔问题是使用递归解决问题的经典范例。

  汉诺(Hanoi)塔问题:古代有一个梵塔,塔内有三个座A、B、C,A座上有64个盘子,盘子大小不等,大的在下,小的在上(如图)。有一个和尚想把这64个盘子从A座移到B座,但每次只能允许移动一个盘子,并且在移动过程中,3个座上的盘子始终保持大盘在下,小盘在上。在移动过程中可以利用B座,要求打印移动的步骤。如果只有一个盘子,则不需要利用B座,直接将盘子从A移动到C。

  • 如果有2个盘子,可以先将盘子1上的盘子2移动到B;将盘子1移动到c;将盘子2移动到c。这说明了:可以借助B将2个盘子从A移动到C,当然,也可以借助C将2个盘子从A移动到B。
  • 如果有3个盘子,那么根据2个盘子的结论,可以借助c将盘子1上的两个盘子从A移动到B;将盘子1从A移动到C,A变成空座;借助A座,将B上的两个盘子移动到C。这说明:可以借助一个空座,将3个盘子从一个座移动到另一个。
  • 如果有4个盘子,那么首先借助空座C,将盘子1上的三个盘子从A移动到B;将盘子1移动到C,A变成空座;借助空座A,将B座上的三个盘子移动到C。
  • 代码如下:
  • #include<stdio.h>
    #include<string.h>
    #include<stdlib.h>
    #include<limits.h>
    #include<algorithm>
    #include<queue>
    #include<stack>
    #include<vector>
    #include<math.h>
    #define maxn 1000005
    int step;
    void move(int a,int b)
    {
    	printf("move from %d to %d \n",a,b);
    }
    void hanoi(int n,int a,int b,int c)//a表示起点,b表示过渡的柱子,c表示终点 
    {
    	if(n==1)
    	{
        	++step;
        	move(a,c);
        }
    	else
    	{
    		++step;
    		move(a,c);
    		hanoi(n-1,a,c,b);
    		hanoi(n-1,b,a,c);
    	} 
    	
    }
    int  main()
    {
    	int T,i,j,n;
    	scanf("%d",&T);
    	while(T--)
    	{
    		step=0;
    		scanf("%d",&n);
    		hanoi(n,1,2,3);
    		printf("Total steps is %d\n",step);
    	}
    }

    拓展:递推公式:f(n)=f(n-1)*2+1;

  • 拓展题目如下:
  • 汉诺塔(二)

    时间限制: 3000  ms  |  内存限制: 65535  KB 难度: 5

    描述

    汉诺塔的规则这里就不再多说了,详见题目:汉诺塔(一)

    现在假设规定要把所有的金片移动到第三个针上,给你任意一种处于合法状态的汉诺塔,你能计算出从当前状态移动到目标状态所需要的最少步数吗?

    输入
    第一行输入一个整数N,表示测试数据的组数(0<N<20)

    每组测试数据的第一行是一个整数m表示汉诺塔的层数(0<m<32),随后的一行有m个整数Ai,表示第i小的金片所在的针的编号。(三根针的编号分别为1,2,3)

    输出
    输出从当前状态所所有的金片都移动到编号为3的针上所需要的最少总数
    样例输入
    2
    3
    1 1 1
    3
    1 1 3
    样例输出
    7
    3
    代码如下:
    #include<stdio.h>  
    #include<string.h>  
    int step[33],num[33];  
    void find()  
    {  
        step[0]=1;  
        for(int i=1;i<=33;i++)  
            step[i]=step[i-1]*2;  
    }  
    int main()  
    {  
        find();  
        int t,n,m;  
        scanf("%d",&t);  
        while(t--)  
        {  
            int t=3,i,sum=0;  
            scanf("%d",&n);  
            for(i=0;i<n;i++)  
                scanf("%d",&num[i]);  
            for(i=n-1;i>=0;i--)  
            {  
                if(num[i]!=t)  
                {  
                    sum+=step[i];  
                    t=6-num[i]-t;//当n-1时,如果第n-1小的(也就是最大的)不在3号针上,比如在2上,则会把小于第n-1个盘的其他盘移到1号针上去  
                                    //然后判断第n-2小的盘在不在1号针上,依次类推......也就是针的总和数6减去num[i]所在的号数,减去n-1个盘所在的位置(自己模拟画画图)  
                }  
            }  
            printf("%d\n",sum);  
        }  
    }  
    原文作者: 汉诺塔问题
    原文地址: https://blog.csdn.net/haut_ykc/article/details/52303066
    本文转自网络文章,转载此文章仅为分享知识,如有侵权,请联系博主进行删除。
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