多柱(m柱)汉诺塔问题 解题报告【DP】

来源:互联网 发布:网络是什么时候发明的 编辑:程序博客网 时间:2024/06/07 01:22


今天校内赛考了一下多柱汉诺塔问题,其中有n个盘子,m根柱子,n<=63,3<=m<=n+1(实践证明n=64就会爆longlong)。
我们回忆一下只有三根柱子的情况:

先把n1个盘子移到第二根柱子上,再把剩下的那一个盘子移到第三根柱子,最后再把n1个盘子移到第三根柱子上。
如果我们用Fn来表示移动(三根柱子时)n个盘子的最小步数,按照上面的叙述,则有:
Fn=2×Fn1+1
这样一个递推式,不写出它的通项公式是2n1
我们再考虑四根柱子的情况。
我们按照同样的思路,考虑到底是先留几个盘子,先移几个盘子。我们设留下r个盘子,移动nr个盘子把他们放到第三根柱子上,再用剩下的三根柱子把移动剩下的r个盘子移动到第4根柱子上。我们同样用Fn来表示移动n个盘子的最小步数,就有这样一个式子:
Fn=min(2×Fnr+2r1)
同样的,如果定义dp[i][j]为把i个盘子移动到j根柱子的最小步数,就有:
dp[i][j]=min(2×dp[ir][j]+dp[r][j1]),1<=r<=i
关于初值,无疑dp数组要赋+inf,对于边界,也就是n=1,m=1,n=2,m=2的情况也要分别计算(我顺手把m=3的情况也算出来了)。
代码如下:

#include<cstdio>#include<cstring>#include<algorithm>#define NAME "hanoi"using namespace std;const int N=63;int n,m;long long dp[N+5][N+5];int main(){    freopen(NAME".in","r",stdin);    freopen(NAME".out","w",stdout);    scanf("%d%d",&n,&m);    memset(dp,0x3f,sizeof(dp));    for(int i=1;i<=N+1;i++)dp[1][i]=1,dp[i][1]=0,dp[0][i]=0,dp[i][0]=0,dp[2][i]=3;    for(int i=2;i<=N+1;i++)dp[i][2]=0;    for(int i=1;i<=N+1;i++)dp[i][3]=2*dp[i-1][3]+1;    for(int i=3;i<=n;i++)    for(int j=4;j<=m;j++)    for(int r=1;r<=i;r++)    dp[i][j]=min(dp[i][j],2*dp[i-r][j]+dp[r][j-1]);    printf("%lld",dp[n][m]);    return 0;}
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