汉诺塔的java 实现

将我在 6.2 发表的博文代码的递归部分做了改良。

打印的方法在 moveTheTopOne() 方法中被调用，调用该方法前打印出移动的方向--从X号塔往Y号塔

汉诺塔要求：将第一座塔上的所有盘子，借助第二座塔，全部搬运到第三座塔上。

规则：一次只能搬运一个盘子，不准将大盘子落在小盘子上。

 

 

//汉诺塔
public class NewHanoi {
    public static int tiers = 4; // tiers 层数
    private static List<String> pagoda1 = new ArrayList<String>(); // 静态指针
    private static List<String> pagoda2 = new ArrayList<String>();

    private static List<String> pagoda3 = new ArrayList<String>(); 

    // 映射,用来确定并打印塔的序号(使用角标),也可以使用 Map

    private static List[] mapping = {pagoda1, pagoda2, pagoda3};

    public static void main(String[] args) { 
        preparePagoda(pagoda1, tiers); 
        System.out.println("初始状态：");
        printPagodas(); 
        hanoi(tiers, pagoda1, pagoda2, pagoda3); 
        System.out.println("最后结果：");
        printPagodas();
    }
    // --准备盘子(添加-字符串) (源塔)上
    private static void preparePagoda(List<String> srcPagoda, int tiers) {

        // 用于拼装塔层的容器
        StringBuilder builder = new StringBuilder();

        // 源塔的每一层加盘子，从底层开始, i ‘代表’盘子的直径大小，等于组成盘子的"^"个数
        for(int i = tiers; i > 0; i--){            

            // 每一层由 2*tiers-1 个格子组成，代表盘子大小的"^"格子由空格隔开
            for(int k = 0; k < tiers - i; k++) builder.append(" "); // 盘子左边的空格，数量为 [2*tiers-1-(2*i-1)]/2 = tiers-i, 右边相同
            for(int j = 1; j <= 2*i-1; j++){        // 盘子所占格数
                if(j % 2 == 1) builder.append("^"); // 间隔摆放

                else builder.append(" ");
            }
            for(int k = 0; k < tiers - i; k++) builder.append(" "); // 盘子右边的空格

            srcPagoda.add(builder.toString());    // 添加到塔上
            builder.delete(0, builder.length());  // 下一循环前清空容器
        }
    }
    // --打印塔的现状

    private static void printPagodas(){

         // 打印层数为三座塔-现状的最大高度
        int len = Math.max(pagoda1.size(), Math.max(pagoda2.size(), pagoda3.size()));
        // 用于-塔的空层显示

        StringBuilder spaces = new StringBuilder(); 
        spaces.append("-");   // --添加塔的左外框
        for(int i = 0; i < 2*tiers-1; i++) spaces.append(" "); // 空层显示用空格
        spaces.append("-\t"); // --添加塔的右外框和塔间间隔       

       

        for(int i = len - 1; i >= 0; i--){ // 从顶层开始            

            // 三座塔同一水平面的塔层放在同一行显示
            // 当某个塔不存在此层时，List.get(index)会抛角标越界异常，使用try-catch处理：此层显示一层空格 
            try {  System.out.print("-" + pagoda1.get(i) + "-\t");
            } catch (Exception e1) { System.out.print(spaces);
            }
            try {  System.out.print("-" + pagoda2.get(i) + "-\t");
            } catch (Exception e) { System.out.print(spaces);
            }
            try {  System.out.print("-" + pagoda3.get(i) + "-\t");
            } catch (Exception e) { System.out.print(spaces);
            }
            System.out.print("\r\n");
        }
    }
    // 这个方法(递归的核心方法)从指定的源塔上移动-指定数量的盘子-到指定的目标塔上

    public static void hanoi(int moveNum, List<String> from, List<String> middle, List<String> to) {
        if(moveNum == 1){ // 递归到移动一个盘子时，使用 move 方法 
            moveTheTopOne(from, to);
            return;
        }

        // 将实现分为三步，一，将源塔底盘上方的所有盘子移至中间塔(递归)；二，将底盘移到目标塔；三，将中间塔上的所有盘子移到目标塔上(递归)。
        hanoi(moveNum - 1, from, to, middle);
        moveTheTopOne(from, to);
        hanoi(moveNum - 1, middle, from, to);
    }
    // 方法的名字就是他的作用
    private static void moveTheTopOne(List<String> from, List<String> to) {
        String theTopOne = from.remove(from.size() - 1);
        to.add(theTopOne);

        // 打印图形，每移动一下，打印图形显示
        System.out.println("********** print ***********\r\n");
        // 确定塔的序号
        int fromNum = 0, toNum = 0;
        for (int i = 0; i < mapping.length; i++) { // 遍历塔的数组
   
            if (mapping[i] == from) {
                 fromNum = i+1;
            }
            if (mapping[i] == to) {
                 toNum = i+1;
            }
        }
        System.out.println("从 " + fromNum + " 号塔往 " + toNum + " 号塔\r\n");

        printPagodas(); // 打印图形
    }
}