应该 假设一个有n个“栈”的铁路转轨网络,如图3.4所示n=4时情况,初始时有2n列列车位于网络右边。试证明:通过实施一系列适当分)的操作(要求操作方向与图中箭头的方向相一致),最终在左边可形成2n种不同的列车排列顺序。假设每个栈中足以容纳所有的列
时间: 2024-04-02 19:37:46 浏览: 97
题目描述中的铁路转轨网络可以看做是四个栈,其中两个栈作为输入,两个栈作为输出,如下图所示:
```
+----+ +----+
| IN | |OUT1|
+----+ +----+
^ ^
| |
+----+ +----+
| IN | |OUT2|
+----+ +----+
```
初始时,输入栈中有2n个元素,输出栈中没有元素。我们需要将输入栈中的元素通过一系列操作转移到输出栈中,使得输出栈中可以形成2n种不同的列车排列顺序。
我们可以将整个过程分成两个阶段:将输入栈中的元素全部转移到输出栈1中,再将输出栈1中的元素全部转移到输出栈2中。下面我们分别考虑这两个阶段。
第一阶段:将输入栈中的元素全部转移到输出栈1中
我们可以使用下面的方案将输入栈中的元素全部转移到输出栈1中:
1. 如果输入栈和输出栈1都不为空,则看它们的栈顶元素是否相同,如果相同则将它们一起弹出,并将它们的值分别插入两个辅助栈中;如果不相同则将输入栈的栈顶元素插入输出栈1中。
2. 如果输入栈为空而输出栈1不为空,则将输出栈1中的元素全部弹出并插入辅助栈1中。
3. 如果输出栈1为空而输入栈不为空,则将输入栈中的元素全部弹出并插入输出栈1中。
4. 如果输入栈和输出栈1都为空,则将辅助栈1中的元素全部弹出并插入输出栈1中。
通过这个方案,我们可以保证将输入栈中的元素全部转移到输出栈1中,并且转移的顺序可以是任意的。因此,输出栈1中的元素可以形成2n种不同的排列顺序。
第二阶段:将输出栈1中的元素全部转移到输出栈2中
我们可以使用下面的方案将输出栈1中的元素全部转移到输出栈2中:
1. 如果输出栈1和输出栈2都不为空,则看它们的栈顶元素是否相同,如果相同则将它们一起弹出,并将它们的值分别插入两个辅助栈中;如果不相同则将输出栈1的栈顶元素插入输出栈2中。
2. 如果输出栈1为空而输出栈2不为空,则将输出栈2中的元素全部弹出并插入辅助栈2中。
3. 如果输出栈2为空而输出栈1不为空,则将输出栈1中的元素全部弹出并插入输出栈2中。
4. 如果输出栈1和输出栈2都为空,则将辅助栈2中的元素全部弹出并插入输出栈2中。
通过这个方案,我们可以保证将输出栈1中的元素全部转移到输出栈2中,并且转移的顺序可以是任意的。因此,输出栈2中的元素可以形成2n种不同的排列顺序。
综上所述,通过一系列适当的操作,我们可以在左边形成2n种不同的列车排列顺序。
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