汉诺塔问题求解:有三根相邻的柱子,假设标号分别为a、b、c,其中a柱子从下到上按金字塔状依次叠放了n个不同大小的圆盘,现要把a柱子上的所有圆盘一次一个地移动到c柱子上,移动的过程中可以借助b柱子做中转,并且每根柱子上的圆盘必须始终保持上小下大的叠放顺序。编写一个函数,输出移动轨迹(提示:用递归函数)

时间: 2023-05-31 17:19:00 浏览: 188
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用递归实现汉诺塔问题

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### 回答1: 这个问题需要将三根相邻的柱子,假设标号分别为a、b、c,其中a柱子上的所有圆盘一次性地按照金字塔式从下往上放到c柱子上,移动的过程中可以借助b柱子,同时每根柱子上的圆盘必须始终保持从下到上由大到小的顺序。编写一个函数,输出移动轨迹(提示:用递归函数)。 ### 回答2: 汉诺塔问题是一类经典的递归问题,求解该问题需要对递归思想有一定的理解。下面是解决该问题的详细步骤: 1. 如果圆盘只有一个,直接从柱子a移动到柱子c,输出移动轨迹。 2. 如果圆盘有多个,则将上面n-1个圆盘通过借助柱子c移动到柱子b上,输出移动轨迹。 3. 将第n个圆盘从柱子a移动到柱子c上,输出移动轨迹。 4. 将b柱子上的n-1个圆盘借助柱子a移动到柱子c上,输出移动轨迹。 重复以上步骤,直到所有圆盘都移动到柱子c上,求解完毕。 下面是具体的程序实现: ``` void hanoi(int n, char from, char to, char via) { if (n == 1) { // 圆盘只有一个 cout << "Move disk " << n << " from " << from << " to " << to << endl; } else { // 圆盘有多个 hanoi(n-1, from, via, to); // 将n-1个圆盘从from通过to移动到via cout << "Move disk " << n << " from " << from << " to " << to << endl; // 将第n个圆盘从from移动到to hanoi(n-1, via, to, from); // 将n-1个圆盘从via通过from移动到to } } ``` 在主函数中调用该函数即可输出移动轨迹: ``` int main() { int n = 5; hanoi(n, 'a', 'c', 'b'); // a,b,c三根柱子 return 0; } ``` 该程序可以输出移动5个圆盘的解法,输出结果如下: ``` Move disk 1 from a to c Move disk 2 from a to b Move disk 1 from c to b Move disk 3 from a to c Move disk 1 from b to a Move disk 2 from b to c Move disk 1 from a to c Move disk 4 from a to b Move disk 1 from c to b Move disk 2 from c to a Move disk 1 from b to a Move disk 3 from c to b Move disk 1 from a to c Move disk 2 from a to b Move disk 1 from c to b Move disk 5 from a to c Move disk 1 from b to a Move disk 2 from b to c Move disk 1 from a to c Move disk 3 from b to a Move disk 1 from c to b Move disk 2 from c to a Move disk 1 from b to a Move disk 4 from b to c Move disk 1 from a to c Move disk 2 from a to b Move disk 1 from c to b Move disk 3 from a to c Move disk 1 from b to a Move disk 2 from b to c Move disk 1 from a to c ``` ### 回答3: 汉诺塔问题是一道经典的递归问题,其主要思路是将大问题转化为小问题,并逐步解决。解决汉诺塔问题需要借助递归函数,下面我们来详细了解一下该问题的求解过程。 首先,我们需要明确汉诺塔问题的规则。假设有n个不同大小的圆盘,这些圆盘从下到上依次叠放在a柱子上。我们的目标是将所有的圆盘从a柱子移到c柱子,期间可以借助b柱子作为中转站,但每次只能移动一个圆盘,并且大圆盘不能叠在小圆盘上面。那么问题来了,如何移动呢? 首先我们需要明确一点,如果我们要将n个圆盘从a柱子移到c柱子,我们可以将问题看作是将n-1个圆盘从a柱子移到b柱子,然后将剩下的一个最大的圆盘从a柱子移到c柱子,最后将b柱子上的n-1个圆盘移动到c柱子上。这便是递归的核心思想。 接下来,我们可以写出求解汉诺塔问题的递归函数。 ```python def hanoi(n, a, b, c): """ 解决汉诺塔问题并输出移动轨迹 n: 圆盘个数 a: 柱子A b: 柱子B c: 柱子C """ # 只有一个圆盘时,直接从a柱子移到c柱子 if n == 1: print(a, "-->", c) return # 将n-1个圆盘从a柱子移到b柱子 hanoi(n-1, a, c, b) # 将最后一个圆盘从a柱子移到c柱子 print(a, "-->", c) # 将n-1个圆盘从b柱子移到c柱子 hanoi(n-1, b, a, c) ``` 上述函数中,我们用到了递归思想:将n-1个圆盘从a柱子移到b柱子,然后将最后一个最大的圆盘从a柱子移到c柱子,再将n-1个圆盘从b柱子移到c柱子。如果只有一个圆盘,则直接从a柱子移到c柱子。 接下来,我们可以测试一下该函数: ```python hanoi(3, 'A', 'B', 'C') ``` 输出: ``` A --> C A --> B C --> B A --> C B --> A B --> C A --> C ``` 可见,该函数的确成功解决了汉诺塔问题,并输出了每次移动的轨迹。
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