汉诺塔问题

    技术2025-10-20  46

    【例】Hanoi塔问题

        一块板上有三根针,A,B,C。A针上套有64个大小不等的圆盘,大的在下,小的在上。如图5.4所示。要把这64个圆盘从A针移动C针上,每次只能移动一个圆盘,移动可以借助B针进行。但在任何时候,任何针上的圆盘都必须保持大盘在下,小盘在上。求移动的步骤。

    本题算法分析如下,设A上有n个盘子。

    如果n=1,则将圆盘从A直接移动到C。

    如果n=2,则:

    1.将A上的n-1(等于1)个圆盘移到B上;

    2.再将A上的一个圆盘移到C上;

    3.最后将B上的n-1(等于1)个圆盘移到C上。

      如果n=3,则:

    A. 将A上的n-1(等于2,令其为n`)个圆盘移到B(借助于C),步骤如下:

    (1)将A上的n`-1(等于1)个圆盘移到C上。

    (2)将A上的一个圆盘移到B。

    (3)将C上的n`-1(等于1)个圆盘移到B。

    B. 将A上的一个圆盘移到C。

    C. 将B上的n-1(等于2,令其为n`)个圆盘移到C(借助A),步骤如下:

    (1)将B上的n`-1(等于1)个圆盘移到A。

    (2)将B上的一个盘子移到C。

    (3)将A上的n`-1(等于1)个圆盘移到C。

       到此,完成了三个圆盘的移动过程。

        从上面分析可以看出,当n大于等于2时,移动的过程可分解为三个步骤:

    第一步  把A上的n-1个圆盘移到B上;

    第二步  把A上的一个圆盘移到C上;

    第三步  把B上的n-1个圆盘移到C上;其中第一步和第三步是类同的。

    当n=3时,第一步和第三步又分解为类同的三步,即把n`-1个圆盘从一个针移到另一个针上,这里的n`=n-1。显然这是一个递归过程,据此算法可编程如下:

    move(int n,int x,int y,int z)

    {

        if(n==1)

          printf("%c-->%c/n",x,z);

        else

        {

          move(n-1,x,z,y);

          printf("%c-->%c/n",x,z);

          move(n-1,y,x,z);

        }

    }

    main()

    {

        int h;

        printf("/ninput number:/n");

        scanf("%d",&h);

        printf("the step to moving %2d diskes:/n",h);

        move(h,'a','b','c');

    }

        从程序中可以看出,move函数是一个递归函数,它有四个形参n,x,y,z。n表示圆盘数,x,y,z分别表示三根针。move 函数的功能是把x上的n个圆盘移动到z上。当n==1时,直接把x上的圆盘移至z上,输出x→z;递归调用move函数,把n-1个圆盘从y移到z。在递归调用过程中n=n-1,故n的值逐次递减,最后n=1时,终止递归,逐层返回。当n=4 时程序运行的结果为:

        input number:

        4

        the step to moving 4 diskes:

        a→c

        b→b

        c→b

        a→c

        b→a

        c→c

        a→c

    b<FONT face=""">→c

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