java 汉诺塔Hanoi递归、非递归(仿系统递归)和非递归规律 实现代码

程序如下：

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 /*
  * hanoi塔游戏 问题描述：
  * 汉诺塔：汉诺塔（又称河内塔）问题是源于印度一个古老传说的益智玩具。
  * 大梵天创造世界的时候做了三根金刚石柱子，在一根柱子上从下往上按照
  * 大小顺序摞着64片黄金圆盘。大梵天命令婆罗门把圆盘从下面开始按大小
  * 顺序重新摆放在另一根柱子上。并且规定，在小圆盘上不能放大圆盘，在
  * 三根柱子之间一次只能移动一个圆盘。
  *
  * fuction:实现 hanoi塔
  *             1.递归实现
  *             2.非递归实现
  * author:igeneral
  * date:2013.04.26
  *
  * expe:
  *         1.注意：塔的状态:当status=1时，表示可以直接将该disk移动到目标塔
  *                 而不是用disk的id来判断输出
  *         2.system.out.println();
           system.out.println((int)3.3%3);
           没有(int)时，输出：0.299999
           加上(int)后，输出：0
  */
 package part03.chapter10;

 import java.util.scanner;

 public class _2exercise {

     public static void main(string[] args) {

         scanner scanner = new scanner(system.in);
         system.out.println("请输入hanoi碟子的数量：");
         int disknum = scanner.nextint();
         hanoi hanoi = new hanoi();
         system.out.println("递归实现：");
         hanoi.play_recursive(disknum, 'a', 'b', 'c');
         system.out.println("非递归实现(模仿递归思想)：");
         hanoi.play_non_recursive(disknum);
         system.out.println("非递归实现(根据hanoi规律)：");
         hanoi.play_regular(disknum);

     }

 }

 class hanoi {

     // 递归实现
     public void play_recursive(int num, char a, char b, char c) {
         if (num == 1) {
             system.out.println(a + " -> " + c);
             return;
         } else {
             play_recursive(num - 1, a, c, b);
             system.out.println(a + " -> " + c);
             play_recursive(num - 1, b, a, c);
         }

     }

     // 非递归实现：模仿递归思想
     public void play_non_recursive(int disknum) {
         stack stack = new stack();
         stack.push(new disk(disknum, 'a', 'b', 'c'));
         disk popdisk = null;
         while ((popdisk = stack.pop()) != null) {
             if (popdisk.status == 1) {
                 system.out.println(popdisk.a + " -> " + popdisk.c);
             } else {
                 // 反顺序添加
                 // 将执行移动 popdisk 的下一步的disk添加到stack
                 stack.push(new disk(popdisk.status - 1, popdisk.b, popdisk.a,
                         popdisk.c));
                 // 将一个status为 "1" 且移动顺序与 popdisk 相同的disk 添加到stack中
                 stack.push(new disk(1, popdisk.a, popdisk.b, popdisk.c));
                 // 将执行移动 popdisk 的前一步的disk添加到stack中
                 stack.push(new disk(popdisk.status - 1, popdisk.a, popdisk.c,
                         popdisk.b));
             }
         }
     }

     // 非递归实现：根据hanoi规律
     public void play_regular(int disknum) {

         // 根据规律，需要根据 disk 的个数，多塔的位置进行调整
         // 塔的个数为偶数时，将三个塔按“a->b->c”的顺序排列成三角形
         // 塔的个数为奇数时，将三个塔按"a->c->b"的顺序排列成三角形
         // 将disknum个disk按”上小下大“的顺序放在a塔中（堆栈实现），同时将b塔和c塔置空
         stack_play_regular a = new stack_play_regular('a');
         stack_play_regular b = new stack_play_regular('b');
         stack_play_regular c = new stack_play_regular('c');
         for (int i = disknum; i > 0; i--) {
             a.push(i);
         }
         // 将三个塔模拟成三角形形状排列
         stack_play_regular[] towers = new stack_play_regular[3];
         towers[0] = a;
         if (disknum % 2 == 0) {
             towers[1] = b;
             towers[2] = c;
         } else {
             towers[1] = c;
             towers[2] = b;
         }
         // 最小dish所在的塔，通过该塔在towers中的
         int towerofminimundisk = 0;
         // 根据证明：n个disk移动完成至少需要2^n-1次
         // 不断交替进行以下两步
         // 将最小的disk按以上塔的顺序下移到下一个塔
         // 对除了最小disk所在的塔的另外两个塔进行操作，可能出现两种情况
         // 情况一：一个塔中没有disk，此时将存在disk的塔最上面的disk移动到没disk的塔上
         // 情况二：两个塔都有disk，此时对他们最上面的塔进行比较，将较小的disk移动到较大的disk上
         // 不会存在两个塔都没有disk的情况，除非移动已经完成或未开始或只有一个盘子时的移动
         int ii = 0;
         for (int i = 0; i < (math.pow(2, disknum) - 1);) {// --------------注意在此处不进行i++
             // 取出三个塔，使代码更清晰
             stack_play_regular tower = towers[towerofminimundisk];
             stack_play_regular tower_1 = towers[(int) ((towerofminimundisk + 1) % 3)];
             stack_play_regular tower_2 = towers[(int) ((towerofminimundisk + 2) % 3)];
             // 移动最小的盘子
             system.out.println(tower.name + " -> " + tower_1.name);
             tower_1.push(tower.pop());
             i++;// --------------注意在此处进行i++
             towerofminimundisk = (int) ((towerofminimundisk + 1) % 3);
             // ------------注意此时对三个tower进行重新赋值
             tower = towers[towerofminimundisk];
             tower_1 = towers[(int) ((towerofminimundisk + 1) % 3)];
             tower_2 = towers[(int) ((towerofminimundisk + 2) % 3)];
             // 对另外两个塔进行处理
             if ((tower_2.gettop() != -1 && (tower_1.showtopdisk() > tower_2
                     .showtopdisk()))
             // --------------注意要再加上 tower_2.gettop() != -1
             // 进行判断，否则可能数组访问越界
                     || (tower_1.gettop() == -1 && tower_2.gettop() != -1)) {
                 system.out.println(tower_2.name + " -> " + tower_1.name);
                 tower_1.push(tower_2.pop());
                 i++;// --------------注意在此处进行i++
             } else if (((tower_1.gettop() != -1 && tower_1.showtopdisk() < tower_2
                     .showtopdisk()))
             // --------------注意要再加上 tower_1.gettop() != -1
             // 进行判断，否则可能数组访问越界
                     || (tower_1.gettop() != -1 && tower_2.gettop() == -1)) {
                 system.out.println(tower_1.name + " -> " + tower_2.name);
                 tower_2.push(tower_1.pop());
                 i++;// --------------注意在此处进行i++
             }
             ii = i;
         }
         system.out.println(ii);
     }

 }

 // 存放信息的结构体
 class disk {
     // 从a塔通过b塔移动到c塔
     char a;
     char b;
     char c;
     // 塔的状态:当status=1时，表示可以直接将该disk移动到目标塔
     int status;

     // 重写构造函数
     public disk(int status, char a, char b, char c) {
         this.status = status;
         this.a = a;
         this.b = b;
         this.c = c;
     }
 }

 // 存放disk的栈
 class stack {
     // 用来存储盘子的数组
     disk[] disks = new disk[10000];
     // 塔顶
     private int top = 0;

     // 查看栈顶
     public disk stacktop() {
         return disks[top];
     }

     // 出栈
     public disk pop() {
         if (top != 0) {
             top--;
             return disks[top + 1];
         } else {
             return null;
         }
     }

     // 入栈
     public void push(disk disk) {
         top++;
         disks[top] = disk;
     }
 }

 // 为 play_regular(int disknum) 创建的 stack 类
 // 以 diskid 来表示 disk 对象
 class stack_play_regular {
     // 塔名
     char name;
     // 塔顶
     private int top = -1;

     public int gettop() {
         return top;
     }

     // 通过数组实现stack,最多64个disk
     int[] stack = new int[64];

     // 重写构造函数，初始化塔的名字name
     public stack_play_regular(char name) {
         this.name = name;
     }

     // 查看栈顶
     public int showtopdisk() {
         if (top == -1) {
             return -1;
         }
         return stack[top];
     }

     // 入栈
     public void push(int diskid) {
         stack[++top] = diskid;
     }

     // 出栈
     public int pop() {
         return stack[top--];
     }
 }