iooops 发表于 2016-3-29 10:03:58

【一天一条C语言算法1】河内之塔

本帖最后由 iooops 于 2016-6-21 12:11 编辑

为了督促自己好好学习算法,开始连载 - - 经典C语言算法。
算法是一种思想。



说明
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。


不妨去玩玩下面这个小游戏,就大概知道是什么意思了。

http://oddest.nc.hcc.edu.tw/math181.swf


先好好想一下应对这个小游戏的策略。{:5_119:}(陷入了深深的沉思……)






再思考一下,如何才能以最少的步数解决更多的金盘?






总结出一下规律。






然后我们可以应用到64个从上而下由小至大排列的金盘。







当然我们可能会需要借助到数学工具,比如,C语言。
















解法

http://images.cnitblog.com/blog/342595/201309/05095030-a1b99f6b36664c2180acb645292dc28c.gif
如果柱子标为ABC,要由A搬至C,在只有一个盘子时,就将它直接搬至C,当有两个盘子,就将B当作辅助柱。如果盘数超过2个,将第三个以下的盘子遮起来,就很简单了,每次处理两个盘子,也就是:A->B(俭省的右前三步骤,进入递归)、A ->C(俭省的右第四步骤)、B->C(俭省的右后三步骤,进入递归)这三个步骤,而被遮住的部份,其实就是进入程式的递回处理。事实上,若有n个盘子,则移动完毕所需之次数为2^n - 1。所以当盘数为64时,则所需次数为:2^64- 1 = 18446744073709551615为5.05390248594782e+16年,也就是约5000世纪,如果对这数字没什幺概念,就假设每秒钟搬一个盘子好了,也要约5850亿年左右。

#include <stdio.h>

int all = 0;

void hanoi(int n, char A, char B, char C) {
    all += 1;
    if(n == 1) {
      printf("Move sheet %d from %c to %c\n", n, A, C);
    }
    else {
      hanoi(n-1, A, C, B);
      printf("Move sheet %d from %c to %c\n", n, A, C);
      hanoi(n-1, B, A, C);
    }
}

int main() {
    int n;
    printf("请输入盘数:");
    scanf("%d", &n);
    hanoi(n, 'A', 'B', 'C');
    printf("需要的最少的总步数:%d\n", all);
    return 0;
}


运行结果如下:
请输入盘数:3
Move sheet 1 from A to C
Move sheet 2 from A to B
Move sheet 1 from C to B
Move sheet 3 from A to C
Move sheet 1 from B to A
Move sheet 2 from B to C
Move sheet 1 from A to C
需要的最少的总步数:7
Program ended with exit code: 0
http://img.blog.csdn.net/20160606001752785

论递归思想的重要性。



好啦快去试试吧。

hnyzcj 发表于 2016-3-29 11:30:37

我们叫汉诺塔

kevinzhang19701 发表于 2016-3-29 12:41:06

嗯,叫汉诺塔

iooops 发表于 2016-3-29 14:43:18

kevinzhang19701 发表于 2016-3-29 12:41
嗯,叫汉诺塔

呃......音译......

凌风清羽 发表于 2016-3-29 15:45:47

汉诺塔啊~~有毅力,每天坚持跟帖,哈哈

virtualwiz 发表于 2016-3-30 13:04:16

马克,研究一下
貌似是超级经典的算法

kevinzhang19701 发表于 2016-4-6 12:43:13

virtualwiz 发表于 2016-3-30 13:04
马克,研究一下
貌似是超级经典的算法

学数据结构和算法的时候,经常被拿来说教的。
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