[百练4147]汉诺塔问题(递归)
来源:互联网 发布:结婚证合成软件 编辑:程序博客网 时间:2024/06/04 00:40
题目描述:
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- 描述
一、汉诺塔问题
有三根杆子A,B,C。A杆上有N个(N>1)穿孔圆盘,盘的尺寸由下到上依次变小。要求按下列规则将所有圆盘移至C杆: 每次只能移动一个圆盘; 大盘不能叠在小盘上面。 提示:可将圆盘临时置于B杆,也可将从A杆移出的圆盘重新移回A杆,但都必须遵循上述两条规则。
问:如何移?最少要移动多少次?
汉诺塔示意图如下:
三个盘的移动:
二、故事由来
法国数学家爱德华·卢卡斯曾编写过一个印度的古老传说:在世界中心贝拿勒斯(在印度北部)的圣庙里,一块黄铜板上插着三根宝石针。印度教的主神梵天在创造世界的时候,在其中一根针上从下到上地穿好了由大到小的64片金片,这就是所谓的汉诺塔。不论白天黑夜,总有一个僧侣在按照下面的法则移动这些金片:一次只移动一片,不管在哪根针上,小片必须在大片上面。僧侣们预言,当所有的金片都从梵天穿好的那根针上移到另外一根针上时,世界就将在一声霹雳中消灭,而梵塔、庙宇和众生也都将同归于尽。
不管这个传说的可信度有多大,如果考虑一下把64片金片,由一根针上移到另一根针上,并且始终保持上小下大的顺序。这需要多少次移动呢?这里需要递归的方法。假设有n片,移动次数是f(n).显然f(1)=1,f(2)=3,f(3)=7,且f(k+1)=2*f(k)+1。此后不难证明f(n)=2^n-1。n=64时, 假如每秒钟一次,共需多长时间呢?一个平年365天有31536000 秒,闰年366天有31622400秒,平均每年31556952秒,计算一下: 18446744073709551615秒 这表明移完这些金片需要5845.54亿年以上,而地球存在至今不过45亿年,太阳系的预期寿命据说也就是数百亿年。真的过了5845.54亿年,不说太阳系和银河系,至少地球上的一切生命,连同梵塔、庙宇等,都早已经灰飞烟灭。
三、解法
解法的基本思想是递归。假设有A、B、C三个塔,A塔有N块盘,目标是把这些盘全部移到C塔。那么先把A塔顶部的N-1块盘移动到B塔,再把A塔剩下的大盘移到C,最后把B塔的N-1块盘移到C。 每次移动多于一块盘时,则再次使用上述算法来移动。
- 输入
- 输入为一个整数后面跟三个单字符字符串。
整数为盘子的数目,后三个字符表示三个杆子的编号。 - 输出
- 输出每一步移动盘子的记录。一次移动一行。
每次移动的记录为例如3:a->b 的形式,即把编号为3的盘子从a杆移至b杆。
我们约定圆盘从小到大编号为1, 2, ...n。即最上面那个最小的圆盘编号为1,最下面最大的圆盘编号为n。 - 样例输入
3 a b c
- 样例输出
1:a->c2:a->b1:c->b3:a->c1:b->a2:b->c1:a->c
- 提示
- 可参考如下网址:
http://blog.csdn.net/geekwangminli/article/details/7981570
http://www.cnblogs.com/yanlingyin/archive/2011/11/14/2247594.html
既然最大的没有影响,第二大的就成了最大的了,依次类推。
上代码
#include <iostream>using namespace std;int n;char A, B, C;void Input() { cin >> n >> A >> B >> C;}void Print(int k, char a, char b) { cout << k << ':' << a << "->" << b << endl;}void Move(int k, char from, char depend, char to) { if(k==1)//如果只有一个盘子,就直接转移 Print(k, from, to); else { Move(k-1, from, to, depend);//先把K-1个转移 Print(k, from, to);//转移好第K个 Move(k-1, depend, from, to);//再转移K-1个 }}int main() { Input(); Move(n, A, B, C); return 0;}Print()函数:转移一个盘子。
Move()函数:转移k个盘子,从from,经历depend,到to
就这样
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