河内之塔
来源:互联网 发布:汉诺塔循环算法 编辑:程序博客网 时间:2024/04/30 04:24
背景知识:
河内之塔(Towers of Hanoi)是法国人M.Claus(Lucas)于1883年从泰国带至法国的,河内为越战时北越的首都,即现在的胡志明市; 1883年法国数学家 Edouard Lucas曾提及这个故事,据说创世纪时Benares有一座波罗教塔,是由三支钻石棒(Pag)所支撑,开始时神在第一根棒上放置64个由上至下依由小至大排列的金盘(Disc),并命令僧侣将所有的金盘从第一根石棒移至第三根石棒,且搬运过程中遵守大盘子在小盘子之下的原则,若每日仅搬一个盘子,则当盘子全数搬运完毕之时,此塔将毁损,而也就是世界末日来临之时。
分析:
问题定义:有三根柱子分别为A、B、C,在A柱子上放置由上至下依次增大的n个盘子。目标:将A柱子上的所有盘子搬至C,且在搬运过程中大盘子不准放到小盘子上边。
思路:当只有一个盘子时(n=1),直接挪到C即可;当盘子个数大于1时,我们只需先将前n-1个盘子移到B上,然后将第n个盘子移动到C,最后在将前n-1个盘子移动到C即可完成任务。典型的递归问题。实际上需要移动的次数为2^n-1次(证明见下文)。当n=64时,需要的次数18446744073709551615,如果每天一次的话则需要5.1e+16年,也就是5000世纪。
证明:令有n个盘子是需要移动的次数为An,
当n=1时,A1=1
对于n+1个盘子,需先将前n个盘子移到B上,然后将第n+1盘子移动到C,最后在将前n个盘子移动到C即可。则有An+1=2An+1(递推公式)。
整理可得An=2^n-1(通项公式)
代码:
//有n个盘子,将A上的盘子通过B全部搬到C
void hanoi(int n,char A,char B,char C){if(1==n){printf("%c-->%c",A,C);}else{hanoi(n-1,A,C,B);printf("%c-->%c",A,C);hanoi(n-1,B,A,C);}}
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