趣味算法(C++)(1)——汉诺塔

汉诺塔

故事背景

  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。

算法分析

  我们先将它转化为数学问题。如下图所示,从左到右有A、B、C三根柱子,其中A柱子上面有从小叠到大的n个圆盘,现要求将A柱子上的圆盘移到C柱子上去,期间只有一个原则:一次只能移到一个盘子且大盘子不能在小盘子上面,求移动的步骤。
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  我们先举个简单的例子,当n=3时,可以按照下面的步骤进行:

  1. 将编号1盘子从A柱子移动到C柱子;
  2. 将编号2盘子从A柱子移动到B柱子;
  3. 将编号1盘子从C柱子移动到B柱子;
  4. 将编号3盘子从A柱子移动到C柱子;
  5. 将编号1盘子从B柱子移动到A柱子;
  6. 将编号2盘子从B柱子移动到C柱子;
  7. 将编号1盘子从A柱子移动到C柱子。

  从上面步骤可以看出,我们是先将最上面的两块从A借助C移动到B,再将3盘子移动到C。接着把1盘子移动到A也可看成从B借助C移动到A,最后分别把2和1移动到C。因此,我们可以用递归的方法来解决这个问题。算法思路如下:

if(1==n)
{
    直接将盘子从A移动到C;
}
else
{
    将n-1个盘子从A借助C移动到B;
    将编号n盘子直接从A移动到C;
    最后将n-1个盘子从B借助A移动到C;
}

  C++的代码实现:

#include<iostream>

using namespace std;
void HanTowel(int n, char A, char B, char C)
{
    if (n == 1)
    {
        cout << "将编号为" << n << "盘子从" << A << "柱子移动到" << C << "柱子" << endl;
    }
    else
    {
        HanTowel(n-1, A, C,B);
        cout << "将编号为" << n << "盘子从" << A << "柱子移动到" << C << "柱子" << endl;
        HanTowel(n - 1, B, A, C);

    }
}
int main()
{
    char ch1 = 'A';
    char ch2 = 'B';
    char ch3 = 'C';
    int n;

    cout << "请输入要移动的盘子的个数:";
    cin >> n;
    HanTowel(n,'A','B','C');
    system("pause");
    return 0;
}

  VS下运行结果如下:

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