汉诺塔-递归算法
递归是一种强大的编程技术,他把一个问题分解为一组相似的子问题,每一问题都用一个寻常解去解决。递归函数就是会直接或者间接调用自身的一种函数,一般来说,一个递归函数调用自身去解决它的子问题。
"汉诺塔"经典递归问题
"汉诺塔"是印度的一个古老传说,也是程序设计中的经典的递归问题,是一个著名的益智游戏:
题目如下:
塔上有三根柱子和一套直径各不相同的空心圆盘,开始时源柱子上的所有圆盘都按从大到小的顺序排列。目标是通过每一次移动一个圆盘到另一根柱子上,最终把一堆圆盘移动到目标柱子上,过程中不允许把较大的圆盘放置在较小的圆盘上;
寻找规律(把所有的圆盘移动到C):
1)n(圆盘个数) == 1
第一次:1号盘 A -> C sum(移动次数) = 1
2)n == 2
第一次:1号盘 A -> B
第二次:2号盘 A -> C
第三次:1号盘 B -> C sum = 3
3)n == 3
第一次:1号盘 A -> C
第二次:2号盘 A -> B
第三次:1号盘 C -> B
第四次:3号盘 A -> C
第五次:1号盘 B -> A
第六次:2号盘 B -> C
第七次:1号盘 A -> C sum = 7
以此类推...
故不难发现规律,移动次数为:sum = 2^n - 1
算法分析(递归):
把一堆圆盘从一个柱子移动另一根柱子,必要时使用辅助的柱子。可以把它分为三个子问题:
首先,移动一对圆盘中较小的圆盘到辅助柱子上,从而露出下面较大的圆盘,
其次,移动下面的圆盘到目标柱子上
最后,将刚才较小的圆盘从辅助柱子上在移动到目标柱子上
把三个步骤转化为简单数学问题:
(1) 把 n-1个盘子由A 移到 B;
(2) 把 第 n个盘子由 A移到 C;
(3) 把n-1个盘子由B 移到 C;
我们创建一个JS函数,当它调用自身的时候,它去处理当前正在处理圆盘之上的圆盘。最后它回一个不存在圆盘去调用,在这种情况下,它不在执行任何操作。
JavaScript源代码实现
var hanoi = function(disc,src,aux,dst){
if(disc>0){
hanoi(disc-1,src,dst,aux);
console.log(' 移动 '+ disc + ' 号圆盘 ' + ' 从 ' + src + ' 移动到 ' + dst);
hanoi(disc-1,aux,src,dst)
}
}
hanoi(3,'A','B','C')
整个算法的思路是:
- 将A柱子上的n-1个盘子暂时移到B柱子上
- A柱子只剩下最大的盘子,把它移到目标柱子C上
- 最后再将B柱子上的n-1个盘子移到目标柱子C上