河内之塔 算法

河内之塔 算法

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。

我们来把这个故事变成一个算法：

 把三个柱子标为ABC 如果只有一个盘子时，将它直接搬到c，当有两个盘子，就将B做为辅助。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  A->C B->C这三个步骤，而被遮住的部分是一个递归处理。如果有n个盘子，则移动完毕所需的次数为2^n-1。

看一下图，代码我会用c#和c++两种语言给出算法，然后我会把算法详细分解给大家

c++代码

void  hanoi( int  n, char  A, char  B, char  C)
{
    if (n==1)
    {
        cout<< "Move " <<n<< " from " <<A<< "  to " << C <<endl;
    }
    else
    {
        hanoi(n-1,A,C,B); //把A柱子上第N-1个盘子通过C放到B柱子上
        cout<< "Move " << n<< " from " << A << " to " << C <<endl;
        hanoi(n-1,B,A,C); //把B上所有盘子通过A放到C上
    }
}


int  main()
{
    cout<< "请输入盘子数量" <<endl;
    int  n;
    cin>>n;
    hanoi(n, 'A' , 'B' , 'C' );
    return  0;
}

c#代码

static  void  Main( string [] args)
       {
           Console.WriteLine( "输入盘子数量" );
           int  _n = Convert.ToInt32(Console.ReadLine());
           Hanoi(_n, 'A' , 'B' , 'C' );

           Console.ReadLine();
       }

       static  void  Hanoi( int  n, char  A, char  B, char  C)
       {
           if  (n == 1)
           {
               Console.WriteLine( "Move {0} From {1} to {2}" , n, A, C);
           }
           else
           {
               Hanoi(n - 1, A, C, B);
               Console.WriteLine( "Move {0} From {1} to {2}" , n, A, C);
               Hanoi(n - 1, B, A, C);
           }
       }

　　

我们用数量为3个盘子的时候来看一下这个Hanoi(int n, char A, char B, char C)方法

 

1.Hanoi(n - 1, A, C, B);这个递归是把n-1个盘子按从大到小的顺序放到B柱子上,

   　　也就是n为3-1=2个盘子的时候,即Hanoi(2,A,C,B);

   　　　　这个时候的B是原来的C，C为原来的B

   　　　　n>1还要访问Hanoi(n - 1, A, C, B);也就是Hanoi(1,A,C,B);会把A柱子最上边的1盘子放到C柱子上去

　　　　　 n为2 时执行完 Hanoi(n - 1, A, C, B);

　　                              Console.WriteLine("Move {0} From {1} to {2}", n, A, C);这是把A柱子上的第2盘子放到B(因为这个时候的C为B)柱子上去

　　　　    Hanoi(n - 1, B, A, C);这相当于Hanoi(1,C,A,B) 把C柱子上的1盘子放到B上

2 Console.WriteLine("Move {0} From {1} to {2}", n, A, C);

　　把A柱子上的最后一个盘子3放到C柱子上

到这个时候 A柱子已经空了

               B柱子上最小的盘子1在2盘子上边

　　　　   C柱子上有最大的盘子3

3 Hanoi(n - 1, B, A, C);上一个递归我们已经把n-1个盘子放到了B柱子上，这个方法就是把B柱子上的盘子放到C柱子上

     也就是Hanoi(2,B,A,C)它再递归

             先调用Hanoi(n - 1, A, C, B); 这个时候 的A是B  B为C,C为A  就是把B上的1盘子放到A柱子上

         Console.WriteLine("Move {0} From {1} to {2}", n, A, C); 把B柱子上的2盘子放到C柱子上

          Hanoi(n - 1, B, A, C);也就是Hanoi(1,A,B,C);会把A柱子上的C盘子入到C柱子上去