最后一次更新于 2019/07/09
基本规则
对于只有三个塔的汉诺塔问题我们有个基本规则：
- 将所有圆盘从塔1转移到塔3。
- 小圆盘只能放在大圆盘上面。
- 如果想移动某个特定的圆盘，必须先把其上的所有圆盘移走。
基本算法
根据以上规则，汉诺塔的算法可以写成以下几个步骤：
第一步: 将 N-1 个圆盘从初始塔移动到中间塔。
第二步: 再将该圆盘从初始塔移动到目的塔。
第三步: 再将剩下的 N-1 个圆盘从中间塔移动到目的塔。
(对每个圆盘都进行上述操作那么这个思路可以看作是递归)
汉诺塔的 Erlang 源码
在 Erlang 中，我们可以将不同塔中的圆盘表达成 [{tower1, [5,4,3,2,1]},{tower2,[]},{tower3,[]}] 的形式。
用户唯一需要做的事情就是传递初始的圆盘总数。这个数字将被列表转换成升序的数字形式。
此函数如下所示：
produce(1) -> [1]; % 如果当前数字为1，就直接返回1，递归结束。
produce(N) ->
produce(N-1) ++ [N]. % 将为递归的数值放于当前数值之前。举个例子，如果总数为5，经过 produce() 函数运行后的结果为[1,2,3,4,5]。但这不是我们想要的结果。
有人可能会提议把 produce(N-1) ++ [N] 语句掉换成 [N] ++ produce(N-1) 不就行了吗。是的，如果按当前的要求看效果已经达到了。
然而实际上，我们每次都会移动塔顶最上方的圆盘，它的值一定是列表中最小的。如果在这里使用降序排列的话我们获取到的数值就会是5而不是1。
因此，reverse() 函数应该作为一个额外调用的方法来写。
此函数如下所示：
reverse_tower([H|T],M)->
reverse_tower(T,[H|M]); % 将新头圆盘添加到列表中，列表将自动反转。
reverse_tower([],M)-> M. % 如果列表为空说明所有圆盘已排好序。
reverse_tower(T)->
reverse_tower(T,[]). % 初始列表。在列表转换之后，我们可以开始通过上述算法解决问题。
该算法通过以下函数实现：
%% ==================================================================================================================
%% 此函数用于返回不同塔的状态和需要移动的圆盘。
%% ==================================================================================================================
check_status(T, Start, End)->
% 使用 _ 变量在模式匹配中作为通配符。
[{_,Tower1List},{_,Tower2List},{_,Tower3List}] = T,
Status = if Start == tower1, End == tower2 -> % 添加新的圆盘到塔2并丢掉塔1最上方的圆盘。
Number = hd(Tower1List), [{tower1,tl(Tower1List)},{tower2,[Number|Tower2List]},{tower3,Tower3List}];
Start == tower1, End == tower3 -> % 添加新的圆盘到塔3并丢掉塔1最上方的圆盘。
Number = hd(Tower1List), [{tower1,tl(Tower1List)},{tower2,Tower2List},{tower3,[Number|Tower3List]}];
Start == tower2, End == tower1 -> % 添加新的圆盘到塔1并丢掉塔2最上方的圆盘。
Number = hd(Tower2List), [{tower1,[Number|Tower1List]},{tower2,tl(Tower2List)},{tower3,Tower3List}];
Start == tower2, End == tower3 -> % 添加新的圆盘到塔3并丢掉塔2最上方的圆盘。
Number = hd(Tower2List), [{tower1,Tower1List},{tower2,tl(Tower2List)},{tower3,[Number|Tower3List]}];
Start == tower3, End == tower1 -> % 添加新的圆盘到塔1并丢掉塔3最上方的圆盘。
Number = hd(Tower3List), [{tower1,[Number|Tower1List]},{tower2, Tower2List},{tower3,tl(Tower3List)}];
% 添加新的圆盘到塔2并丢掉塔3最上方的圆盘。
true -> Number = hd(Tower3List), [{tower1,Tower1List},{tower2, [Number|Tower2List]},{tower3,tl(Tower3List)}]
end,
{Number, Status}. % 返回一个包含当前移动圆盘的值和新的状态标识的元组。
%% ==================================================================================================================
%% 该函数用于将圆盘从起始塔转移到目的塔。
%% 完成移动后，更新状态的表示。
%% ==================================================================================================================
move(T, Start, End)->
% 获得被移动圆盘的值和新的状态表示。
{Number, NewStatus} = tool:check_status(T, Start, End),
io:format("-------------------------------------------~nMove No.~p disk: ~p -------> ~p ~n", [Number, Start, End]),
% 打印出新的状态表示。
display_towers(NewStatus),
% 返回新的状态。
NewStatus.
%% ==================================================================================================================
%% 该函数使用尾递归解决圆盘转移问题。
%% ==================================================================================================================
solve(1, Init, Aux, Dest, T)-> move(T, Init, Dest); % 最上方的圆盘可以直接移动。
solve(N, Init, Aux, Dest, T) when N > 1->
% 将 N-1 个圆盘从初始塔移动到中间塔。
ResetStatus = solve(N-1, Init, Dest, Aux, T),
% 再将该圆盘从初始塔移动到目的塔。
ResetStatusAgain = move(ResetStatus, Init, Dest),
% 再将剩下的 N-1 个圆盘从中间塔移动到目的塔
solve(N-1, Aux, Init, Dest, ResetStatusAgain).