杭电oj1995 汉诺塔无差别移动 pow

本文介绍了汉诺塔问题的经典背景及其数学模型,并提供了一个计算特定盘子移动次数的算法实现。通过对递归逻辑的理解,文章给出了一个简洁有效的计算方法。

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汉诺塔V

Time Limit: 2000/1000 MS (Java/Others)    Memory Limit: 65536/32768 K (Java/Others)
Total Submission(s): 6230    Accepted Submission(s): 3875


Problem Description
用1,2,...,n表示n个盘子,称为1号盘,2号盘,...。号数大盘子就大。经典的汉诺塔问
题经常作为一个递归的经典例题存在。可能有人并不知道汉诺塔问题的典故。汉诺塔来源于
印度传说的一个故事,上帝创造世界时作了三根金刚石柱子,在一根柱子上从下往上按大小
顺序摞着64片黄金圆盘。上帝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,在三根柱子之间一回只能移动一个圆盘。我们
知道最少需要移动2^64-1次.在移动过程中发现,有的圆盘移动次数多,有的少 。 告之盘
子总数和盘号,计算该盘子的移动次数.
 

Input
包含多组数据,首先输入T,表示有T组数据.每个数据一行,是盘子的数目N(1<=N<=60)和盘
号k(1<=k<=N)。
 

Output
对于每组数据,输出一个数,到达目标时k号盘需要的最少移动数。
 

Sample Input

 
2 60 1 3 1
 

Sample Output

 
576460752303423488 4
 

Author
Zhousc@ECJTU
 

Source
 
答案:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <math.h>


void main()
{
int n;
int N,k;
scanf("%d",&n);
while(n--)
{
scanf("%d %d",&N,&k);
long long num = (long long)pow(2.0,N-k);
printf("%lld\n",num);
}

}

解析:

这里的汉诺塔没有顺序,盘子可以顺便移动,即可以从最左移动到最右。

则移动逻辑是,前n-1个盘子移动到另一根柱子上,最底部的盘子移动一次后,再将n-1个盘子移动到最底部盘子上。

递推公式为a[n] = 1 + a[n-1];可以知道每个盘子移动的数值为1,2,4,8。。。。。

### 关于东华OJ平台上的汉诺塔问题 #### 递归解题思路 对于汉诺塔问题,核心在于通过递归来解决子问题。具体来说: - 将前 `n-1` 个盘子从起始柱(记作A)借助目标柱(记作C)移动到辅助柱(记作B),这一步骤本身也是一个较小规模的汉诺塔问题[^1]。 - 接着直接把最大的那个盘子从起始柱移至目标柱。 - 最后再将之前放在辅助柱上的 `n-1` 个盘子借助起始柱移动回目标柱上,这也同样是一个更小规模的汉诺塔问题[^2]。 这种分治策略使得复杂度保持在线性对数级别 O(2^n),虽然不是最优算法但在理解和实现上非常直观易懂。 #### 示例代码展示 以下是基于上述逻辑编写的 C++ 版本解决方案,能够处理多组输入并按照题目要求输出特定步骤的结果: ```cpp #include <stdio.h> int step = 0; int m = 0; bool flag = false; // 定义move函数用于记录当前操作以及判断是否到达指定步数m void move(int id, char from_peg, char to_peg){ ++step; if (step == m){ printf("%c--%c\n", from_peg, to_peg); flag = true; } } // 实现hanoi函数完成实际的递归调用 void hanoi(int num_disks, char src, char aux, char dest){ if(num_disks == 0) return ; // 首先处理上面num_disks-1层圆盘由src经dest转移到aux的过程 hanoi(num_disks - 1, src, dest, aux); // 执行单次转移动作 move(num_disks, src, dest); // 继续处理剩余部分即aux中的num_disks-1层再转回到dest上去 hanoi(num_disks - 1, aux, src, dest); } int main(){ int N; while(~scanf("%d%d", &N, &m)){ flag = false; step = 0; // 调用hanio函数求解给定参数下的汉诺塔问题 hanoi(N, 'A', 'B', 'C'); // 如果遍历完成后仍未找到第m步则打印"none" if (!flag){ puts("none"); } } return 0; } ``` 此段代码实现了完整的汉诺塔游戏模拟,并特别关注到了如何定位并显示具体的某一步操作位置。
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