汉诺塔问题变种解决方案
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更新于2024-12-02
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"再次Hanoi塔问题的编程解决方案"
再次Hanoi塔问题是一个经典的递归问题,它在原问题的基础上增加了额外的限制:不允许直接从柱子1移动到柱子3,或者直接从柱子3移动到柱子1。这个问题可以通过修改经典的汉诺塔算法来解决。在传统的汉诺塔问题中,最小的圆盘被移到目标柱子上的最小步数是2^n - 1,其中n是圆盘的数量。因此,当n=2时,需要最少7步才能完成移动。
题目要求输出在给定步数m时的状态,即在执行了m步操作后,每个圆盘所在柱子的编号。这需要一个函数来计算特定步数下的状态。代码中的`Compute`函数就是用来实现这个功能的。函数接受五个参数:n(圆盘数量)、m(当前步数)、s(源柱子)、anx(辅助柱子)和d(目标柱子)。
函数首先检查是否已经完成了所有圆盘的移动。如果n等于0,说明所有圆盘都已经移动完毕,函数返回。接着,根据m的值判断下一步的操作:如果m小于等于f[n-1],说明所有较小的圆盘已经在目标柱子上,此时将最后一个圆盘从源柱子移动到目标柱子;如果m小于等于2 * f[n-1] + 1,说明最后一个圆盘需要先移动到辅助柱子,然后移动较小的圆盘;最后,如果m小于等于2 * f[n-1] + 2 + f[n-1],则最后一个圆盘需要从辅助柱子移动到目标柱子。
`f[]`数组用于存储从1到n个圆盘需要的最小步数,它是按照汉诺塔问题的递归公式计算出来的,f[i] = f[i-1] * 3 + 2。`main`函数中读取测试用例的数量t,然后对每个测试用例调用`Compute`函数,并打印出在m步时的状态。
示例输入和输出展示了不同n和m值的情况,例如n=2时,m=0表示初始状态,所有圆盘都在柱子1上;m=5表示在第5步时的状态,此时圆盘1在柱子2上,圆盘2在柱子3上。在其他情况下,可以根据n和m的值推断出圆盘的位置。
这个程序通过递归策略解决了再次Hanoi塔问题,展示了如何在有额外限制的环境中应用经典算法。通过理解这个程序,我们可以学习如何处理递归问题,以及如何根据问题的特性设计和实现算法。
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2010-01-05 上传
2021-10-04 上传
2016-12-19 上传
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