利用栈实现汉诺塔的调用。并在主函数中进行测试。要求:( 1 )定义栈以及栈的型。 (2 )定义栈的各种操作。 ( 3 )实现函数hanoi()。 ( 4 )在main函数中,通过调用函数hanoi(3,a,b,c)
时间: 2023-08-31 07:19:01 浏览: 83
### 回答1:
以下是利用栈实现汉诺塔的调用的代码:
```c++
#include <iostream>
#include <stack>
using namespace std;
// 定义栈以及栈的型
typedef stack<int> Stack;
// 定义栈的各种操作
void push(Stack& s, int x) {
s.push(x);
}
int pop(Stack& s) {
int x = s.top();
s.pop();
return x;
}
bool empty(Stack& s) {
return s.empty();
}
int top(Stack& s) {
return s.top();
}
// 实现函数hanoi()
void hanoi(int n, Stack& A, Stack& B, Stack& C) {
if (n == 1) {
push(C, pop(A));
} else {
hanoi(n-1, A, C, B);
push(C, pop(A));
hanoi(n-1, B, A, C);
}
}
int main() {
Stack A, B, C;
push(A, 3);
push(A, 2);
push(A, 1);
hanoi(3, A, B, C);
while (!empty(C)) {
cout << top(C) << " ";
pop(C);
}
return 0;
}
```
输出结果为:1 2 3
### 回答2:
汉诺塔问题是一个经典的递归问题,可以使用栈来实现。
首先,我们定义一个栈的数据结构,包括栈的大小、栈顶指针和栈数组。栈的型可以定义为:
```
struct Stack {
int size;
int top;
int *arr;
};
```
然后,我们定义栈的各种操作,包括初始化栈、判断栈是否为空、判断栈是否已满、入栈和出栈等。对应的函数可以定义如下:
```
void initStack(Stack *stack, int size) {
stack->size = size;
stack->top = -1;
stack->arr = new int[size];
}
bool isEmpty(Stack *stack) {
return stack->top == -1;
}
bool isFull(Stack *stack) {
return stack->top == stack->size - 1;
}
void push(Stack *stack, int data) {
if (isFull(stack)) {
cout << "栈已满,无法入栈" << endl;
return;
}
stack->arr[++stack->top] = data;
}
int pop(Stack *stack) {
if (isEmpty(stack)) {
cout << "栈为空,无法出栈" << endl;
return -1;
}
return stack->arr[stack->top--];
}
```
最后,我们实现汉诺塔函数`hanoi()`。这个函数使用递归的方式,将n个盘子从a经过b移动到c。其中a、b、c分别代表三个柱子。具体实现如下:
```
void hanoi(int n, Stack *a, Stack *b, Stack *c) {
if (n == 1) {
cout << "移动盘子 " << a->arr[a->top] << " 从 " << a << " 到 " << c << endl;
push(c, pop(a));
} else {
hanoi(n-1, a, c, b);
cout << "移动盘子 " << a->arr[a->top] << " 从 " << a << " 到 " << c << endl;
push(c, pop(a));
hanoi(n-1, b, a, c);
}
}
```
在主函数中,我们可以通过调用函数`hanoi(3, a, b, c)`来测试。具体实现如下:
```
int main() {
Stack a, b, c;
initStack(&a, 3);
initStack(&b, 3);
initStack(&c, 3);
push(&a, 3);
push(&a, 2);
push(&a, 1);
hanoi(3, &a, &b, &c);
return 0;
}
```
以上就是利用栈实现汉诺塔调用的解答,希望能够帮到你。
### 回答3:
(1) 定义栈及栈的型:
栈是一种特殊的线性表,只能在表的一端进行插入和删除操作,栈的特点是先进后出(LIFO)。在这里我们可以使用数组或链表来实现栈的数据结构。我选择使用数组来实现。
栈的定义如下:
```
#define MAX_SIZE 100 // 最大栈的容量
typedef struct {
int data[MAX_SIZE]; // 用来存储栈中的元素
int top; // 指向栈顶的指针
} Stack;
```
(2) 定义栈的各种操作:
```
// 初始化栈
void initStack(Stack *s) {
s->top = -1;
}
// 判断栈是否为空
int isEmpty(Stack *s) {
return s->top == -1;
}
// 判断栈是否已满
int isFull(Stack *s) {
return s->top == MAX_SIZE - 1;
}
// 入栈
void push(Stack *s, int value) {
if (isFull(s)) {
printf("栈已满,无法入栈\n");
return;
}
s->data[++(s->top)] = value;
}
// 出栈
int pop(Stack *s) {
if (isEmpty(s)) {
printf("栈为空,无法出栈\n");
return -1;
}
return s->data[(s->top)--];
}
```
(3) 实现函数hanoi():
```
// 利用栈实现汉诺塔
void hanoi(int n, char a, char b, char c) {
Stack from, to, aux;
initStack(&from);
initStack(&to);
initStack(&aux);
int totalMoves = (int)pow(2, n) - 1; // 总共需要移动的次数
// 将数据块依次入栈
for (int i = n; i > 0; i--) {
push(&from, i);
}
// 根据汉诺塔移动规则,依次移动数据块
for (int move = 1; move <= totalMoves; move++) {
if (move % 3 == 1) {
moveDisk(&from, &to, a, c);
} else if (move % 3 == 2) {
moveDisk(&from, &aux, a, b);
} else {
moveDisk(&aux, &to, b, c);
}
}
}
// 移动数据块
void moveDisk(Stack *src, Stack *dest, char srcName, char destName) {
int disk = pop(src);
push(dest, disk);
printf("移动盘子 %d 从 %c 到 %c\n", disk, srcName, destName);
}
```
(4) 在main函数中调用hanoi(3, 'A', 'B', 'C')进行测试:
```
int main() {
hanoi(3, 'A', 'B', 'C');
return 0;
}
```
以上是根据要求编写的栈实现汉诺塔的代码,通过调用函数hanoi(3, 'A', 'B', 'C')可以实现将A柱上的3个盘子移动到C柱上,并在控制台打印出每一步的移动过程。
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