把三根柱子按顺序排成“品”字型,把所晌搭有圆盘按从大到小的顺序放于柱子A上,根宴含拿据圆盘数量来确定柱子排放的顺序:n若为偶数的话,顺时针方向依次摆放为:ABC;而n若为奇数的话,就按顺时针方向依次摆放为:ACB。
这样经过反复多次的测试,最后就可以按照规定完成汉诺塔的移动。因此很简单的,结老穗果就是按照移动规则向一个方向移动金片:如3阶汉诺塔的移动:A→C,A→B,C→B,A→C,B→A,B→C,A→C。
n个盘子,A、B、C三根柱子,A上有n个盘子,要求从A全部移到C。基本思路:
(1)借助C,将上层的n-1个盘子从A临时搬到B;
(2)将最大的n号盘子从A移到C;
(3)借助A,将B上全顷伍念部的n-1个盘子移到C。
using System
public class Program2
{
public static void Main()
{
int n
Console.Write("雀困请输入数字n以解决n阶汉诺塔问题:\n")
n = int.Parse(Console.ReadLine())
Hanoi(n, 'A', 'B', 'C')
}
//借助柱子B,将n个盘子从柱子从A移到C
public static void Hanoi(int n, char A, char B, char C)
{
if (n == 1)
{
Console.WriteLine("Move disk {0} from {1} to {2}", n, A, C)
}
else
{
Hanoi(n - 1, A, C, B) //借助柱子C,将n-1个盘子从柱子从A移到B
Console.WriteLine("Move disk {0} from {1} to {2}", n, A, C)
Hanoi(n - 1, B, A, C)//借助柱子A,橘梁将n-1个盘子从柱子从B移到C
}
}
}
汉诺塔(又称河内塔)问题其实是印度的一个古老的传说。开天辟地的神勃拉玛(和中国的盘古差不多的神吧)在一个庙里留下了三根金刚石的山晌梁棒,第一根上面套着64个圆的金片,最大的一个在底下,其余一个比一个小,依次叠上去,庙里的众僧不倦地把它们一个个地从这根棒搬到另一根棒上,规定可利用中间的一根棒作为帮助,但每次只能搬一个,而且大的不能放在小的上面。计算结果非常恐怖(移动圆片的次数)18446744073709551615,众僧们即便是耗尽毕生精力也不可能完成金片的移动了。
算法介绍:
其实算法非常简单,当盘子的个数为n时,移动的次数应等于2^n - 1(有兴趣的可以自己证明试试看)。后来一位美国学者发现一种出人意料的简单方法,只要轮流进行两步 *** 作就可以了。首先把三根柱逗运子按顺序排成品字型,把所有的圆盘按从大到小的顺序放在柱子A上,根据圆盘的数量确定柱子的排放顺序:若n为偶数,按顺时针方向依次摆放 A B C;
若n为奇数,按顺时针方向依次摆放 A C B。
(1)按顺时针方向把圆盘1从现在的柱子移动到下一根柱子,即当n为偶数时,若圆盘1在柱子A,则把它移动到B;若圆盘1在柱子B,则把它移动到C;若圆盘1在柱子C,则把它移动到A。
(2)接着,把另外两根柱子上可以移动的圆盘移动到新的柱子上。即把非空柱子上的圆盘移动到空柱子上,当两根柱子都非空时,移动较小的圆盘。这一步没有明确规定移动哪个圆盘谨带,你可能以为会有多种可能性,其实不然,可实施的行动是唯一的。
(3)反复进行(1)(2) *** 作,最后就能按规定完成汉诺塔的移动。
所以结果非常简单,就是按照移动规则向一个方向移动金片:
如3阶汉诺塔的移动:A→C,A→B,C→B,A→C,B→A,B→C,A→C
汉诺塔问题也是程序设计中的经典递归问题,下面我们将给出递归和非递归的不同实现源代码。
●汉诺塔算法的递归实现C++源代码
#include <fstream>
#include <iostream>
using namespace std
ofstream fout(“out.txt”)
void Move(int n,char x,char y)
{
fout<<“把”<<n<<“号从”<<x<<“挪动到”<<y<<endl
}
void Hannoi(int n,char a,char b,char c)
{
if(n==1)
Move(1,a,c)
else
{
Hannoi(n-1,a,c,b)
Move(n,a,c)
Hannoi(n-1,b,a,c)
}
}
int main()
{
fout<<“以下是7层汉诺塔的解法:”<<endl
Hannoi(7,‘a’,‘b’,‘c’)
fout.close()
cout<<“输出完毕!”<<endl
return 0
}
●汉诺塔算法的递归实现C源代码:
#include<stdio.h>
void hanoi(int n,char A,char B,char C)
{
if(n==1)
{
printf(“Move disk %d from %c to %c\n”,n,A,C)
}
else
{
hanoi(n-1,A,C,B)
printf(“Move disk %d from %c to %c\n”,n,A,C)
hanoi(n-1,B,A,C)
}
}
main()
{
int n
printf(“请输入数字n以解决n阶汉诺塔问题:\n”)
scanf(“%d”,&n)
hanoi(n,‘A’,‘B’,‘C’)
}
●汉诺塔算法的非递归实现C++源代码
#include <iostream>
using namespace std
//圆盘的个数最多为64
const int MAX = 64
//用来表示每根柱子的信息
struct st{
int s[MAX]//柱子上的圆盘存储情况
int top//栈顶,用来最上面的圆盘
char name//柱子的名字,可以是A,B,C中的一个
int Top()//取栈顶元素
{
return s[top]
}
int Pop()//出栈
{
return s[top--]
}
void Push(int x)//入栈
{
s[++top] = x
}
}
long Pow(int x, int y)//计算x^y
void Creat(st ta[], int n)//给结构数组设置初值
void Hannuota(st ta[], long max)//移动汉诺塔的主要函数
int main(void)
{
int n
cin >>n//输入圆盘的个数
st ta[3]//三根柱子的信息用结构数组存储
Creat(ta, n)//给结构数组设置初值
long max = Pow(2, n) - 1//动的次数应等于2^n - 1
Hannuota(ta, max)//移动汉诺塔的主要函数
system(“pause”)
return 0
}
void Creat(st ta[], int n)
{
ta[0].name = ‘A’
ta[0].top = n-1
//把所有的圆盘按从大到小的顺序放在柱子A上
for (int i=0i<ni++)
ta[0].s[i] = n - i
//柱子B,C上开始没有没有圆盘
ta[1].top = ta[2].top = 0
for (int i=0i<ni++)
ta[1].s[i] = ta[2].s[i] = 0
//若n为偶数,按顺时针方向依次摆放 A B C
if (n%2 == 0)
{
ta[1].name = ‘B’
ta[2].name = ‘C’
}
else //若n为奇数,按顺时针方向依次摆放 A C B
{
ta[1].name = ‘C’
ta[2].name = ‘B’
}
}
long Pow(int x, int y)
{
long sum = 1
for (int i=0i<yi++)
sum *= x
return sum
}
void Hannuota(st ta[], long max)
{
int k = 0//累计移动的次数
int i = 0
int ch
while (k <max)
{
//按顺时针方向把圆盘1从现在的柱子移动到下一根柱子
ch = ta[i%3].Pop()
ta[(i+1)%3].Push(ch)
cout <<++k <<“: “ <<
“Move disk “ <<ch <<” from “ <<ta[i%3].name <<
” to “ <<ta[(i+1)%3].name <<endl
i++
//把另外两根柱子上可以移动的圆盘移动到新的柱子上
if (k <max)
{
//把非空柱子上的圆盘移动到空柱子上,当两根柱子都为空时,移动较小的圆盘
if (ta[(i+1)%3].Top() == 0 ||
ta[(i-1)%3].Top() >0 &&
ta[(i+1)%3].Top() >ta[(i-1)%3].Top())
{
ch = ta[(i-1)%3].Pop()
ta[(i+1)%3].Push(ch)
cout <<++k <<“: “ <<“Move disk “
<<ch <<” from “ <<ta[(i-1)%3].name
<<” to “ <<ta[(i+1)%3].name <<endl
}
else
{
ch = ta[(i+1)%3].Pop()
ta[(i-1)%3].Push(ch)
cout <<++k <<“: “ <<“Move disk “
<<ch <<” from “ <<ta[(i+1)%3].name
<<” to “ <<ta[(i-1)%3].name <<endl
}
}
}
}
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