汉诺塔问题,对递归的进一步思考
题目意思并不难理解,有三根柱子 a , b , c。 a 柱子上有一堆从小到大排列的圆盘,把圆盘从下面开始按大小顺序重新摆放在 c 柱子上。并且规定,任何时候,
小圆盘上都不能放大圆盘,且在三根柱子之间一次只能移动一个圆盘。问应该如何操作?
初次接触类似的问题,乍看之下肯定会感觉无从下手。
假设有64个圆盘,要把64个圆盘从a柱子移动到c柱子上,第一步应该怎么做?虽然可以肯定,第一步唯一的选择是移动a最上面的那个圆盘,但是应该将其移到b还是c呢?很难确定。因为接下来的第二步、第三步……直到最后一步,看起来都是很难确定的。能立即确定的是最后一步:最后一步的盘子肯定也是a最上面那个圆盘,并且是由a或b移动到c——此前已经将63个圆盘移动到了c上。也许你会说,管他呢,先随便试着移动一下好了。如果你这么做,你会发现,接下来你会面临越来越多类似的选择,对每一个选择都“试”一下的话,你会偏离正确的道路越来越远,直到你发现你接下来无法进行为止。
一股脑地考虑每一步如何移动很困难,我们可以换个思路。先假设除最下面的盘子之外,我们已经成功地将上面的63个盘子移到了b柱,此时只要将最下面的盘子由a移动到c即可。
当最大的盘子由a移到c后,b上是余下的63个盘子,a为空。因此现在的目标就变成了将这63个盘子由b移到c。这个问题和原来的问题完全一样,只是由a柱换为了b柱,规模由64变为了63。因此可以采用相同的方法,先将上面的62个盘子由b移到a,再将最下面的盘子移到c……对照下面的过程,试着是否能找到规律:
- 将b柱子作为辅助,把a上的63个圆盘移动到b上
- 将a上最后一个圆盘移动到c
- 将a作为辅助,把b上的62个圆盘移动到a上
- 将b上的最后一个圆盘移动到c
- ......
也许你已经发现规律了,即每次都是先将其他圆盘移动到辅助柱子上,并将最底下的圆盘移到c柱子上,然后再把原先的柱子作为辅助柱子,并重复此过程。
这个过程就是递归,即定义一组基本操作,这组操作将规模小一点(或大一点)的操作当做一个整体——无需关心它的细节,只当它已经完成了——然后执行剩下的操作。而在更小或更大的规模中也依此操作,直到规模达到预定值。
代码
#include <bits/stdc++.h> using namespace std; typedef long long ll; const int N = 1; void solve(int n, char a, char b, char c) { if (n == 1) { printf("No.%d disk: %c->%c\n", n, a, c); } else { solve(n - 1, a, c, b);// a移到b,c为辅助柱 printf("No.%d disk: %c->%c\n", n, a, c); solve(n - 1, b, a, c); // b移到c,a为辅助柱 } } int main() { int n; cin >> n; solve(n, 'a', 'b', 'c'); return 0; }