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汉诺塔递归问题

程序员文章站 2022-04-13 12:20:22
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由来
法国数学家爱德华·卢卡斯曾编写过一个印度的古老传说:在世界中心贝拿勒斯(在印度北部)的圣庙里,一块黄铜板上插着三根宝石针。印度教的主神梵天在创造世界的时候,在其中一根针上从下到上地穿好了由大到小的64片金片,这就是所谓的汉诺塔。不论白天黑夜,总有一个僧侣在按照下面的法则移动这些金片:一次只移动一片,不管在哪根针上,小片必须在大片上面。僧侣们预言,当所有的金片都从梵天穿好的那根针上移到另外一根针上时,世界就将在一声霹雳中消灭,而梵塔、庙宇和众生也都将同归于尽。

分析

汉诺塔递归问题
汉诺塔问题是由A柱(起始柱)经过B柱,向C柱(目标柱)移动起始柱上的n个圆盘,圆盘是从小到大排列,在移动的过程中也必须从小到大排列。

算法思想

当n=1时,直接A->C 移动次数为1次
当n=2时,步骤:A->B,A->C,B->C 移动次数为3次
当n=3时,步骤:A->B,A->C,C->B,A->C,B->A,B->C,A->C 移动次数为7次
当n=4时
汉诺塔递归问题

所以,我们可知结论:

当有n个盘时,需要移动次数则为:f(n)=2^(n-1)次
且我们需要先将n-1个盘通过C(目标盘)先移动到B(途径盘),然后再将第n个盘转移到C(目标盘),再将n-1个在B上的盘通过A(起始盘)转移到C(目标盘)

python实现:

# 用递归函数移动汉诺塔:
'''
    The recursive problem of the Hanoi Tower
    汉诺塔是一组从小到大排序的盘,经过B柱到C柱,且小的必须在大的上面。
'''
def Hanoi(n,A,B,C):
    if n == 1:
        print('Pass:',A,'-->',C)
    else:
        Hanoi(n-1,A,C,B)
        Hanoi(1,A,B,C)
        Hanoi(n-1,B,A,C)

Hanoi(3,'A','B','C')