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
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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