递归算法深入解析:从汉诺塔问题到常见编程错误
1. 9.5节练习回顾
在开始深入探讨汉诺塔问题之前,我们先回顾一下9.5节的练习。这里有自我检查和编程两类练习。
自我检查练习要求我们设想在 is_element
和 is_subset
函数中添加 printf
调用,展示 is_subset("bc", "cebf")
函数调用的跟踪输出。
编程练习则包括定义递归和迭代版本的交集函数,用于计算两个集合的交集;还需要定义一个简短的 set_equal
函数,调用前面定义的交集函数。
2. 经典递归案例:汉诺塔问题
2.1 问题描述
汉诺塔问题是要将指定数量、大小各异的圆盘从一个塔(或柱子)移动到另一个塔。传说当解决64个圆盘的问题时,世界将会终结。具体问题是:使用柱子B作为辅助,将n个圆盘从柱子A移动到柱子C。同时要满足两个条件:
- 每次只能移动一个圆盘,且该圆盘必须是柱子上的最顶层圆盘。
- 较大的圆盘不能放在较小的圆盘之上。
2.2 问题分析
以图中展示的有五个圆盘(编号1到5)和三个柱子(标记为A、B、C)的问题为例。目标是将五个圆盘从柱子A移动到柱子C。最简单的情况是只移动一个圆盘,比如将圆盘2从柱子A移动到柱子C。为了解决原问题,我们可以将其拆分为几个更简单的问题,每个问题涉及的圆盘数量更少。具体拆分如下:
1. 将四个圆盘从柱子A移动到柱子B。
2. 将圆盘5从柱子A移动