汉诺塔II 递推

汉诺塔II
Time Limit: 2000/1000 MS (Java/Others) Memory Limit: 65536/32768 K (Java/Others)
Total Submission(s): 9255 Accepted Submission(s): 4567

Problem Description
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。有预言说,这件事完成时宇宙会在一瞬间闪电式毁灭。也有人相信婆罗门至今仍在一刻不停地搬动着圆盘。恩,当然这个传说并不可信,如今汉诺塔更多的是作为一个玩具存在。Gardon就收到了一个汉诺塔玩具作为生日礼物。
  Gardon是个怕麻烦的人(恩,就是爱偷懒的人),很显然将64个圆盘逐一搬动直到所有的盘子都到达第三个柱子上很困难,所以Gardon决定作个小弊,他又找来了一根一模一样的柱子,通过这个柱子来更快的把所有的盘子移到第三个柱子上。下面的问题就是:当Gardon在一次游戏中使用了N个盘子时,他需要多少次移动才能把他们都移到第三个柱子上?很显然,在没有第四个柱子时,问题的解是2^N-1,但现在有了这个柱子的帮助,又该是多少呢?

Input
包含多组数据,每个数据一行,是盘子的数目N(1<=N<=64)。

Output
对于每组数据,输出一个数,到达目标需要的最少的移动数。

Sample Input

1
3
12

Sample Output

1
5
81
/*
题解:
本题就是一个汉诺塔的变形 一共有四个柱子 我们可以先把x个盘子移动到借助第二 三 根柱子移动到第四根柱子 这就需要f[x]步
而剩下的 n-x 就只能是借助第二个棍子 移动到第三个棍子 这就是典型的汉诺塔的问题 经过实验证明需要2 的 (n - x) 次方 - 1 然后再把 第四根柱子上的x个柱子 移动到第三个柱子 这又需要f[x]步 所以一共需要 f[n] = f[x] * 2 + pow(2,n -x ) -1 步
*/

#include<iostream>
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<vector>
#include<set>
#include<math.h>
#include<algorithm>


using namespace std;

int  mp[70];

int main()
{
    mp[1] = 1;
    mp[2] = 3;
    for(int i = 3;i<=64;i++)
    {
        int b = 0xfffff;
        for(int j = 1;j< i ;j++)
        {
            if(b > (mp[j]* 2 + pow(2,i-j) -1))
                b = mp[j]* 2 + (int)pow(2,i-j) -1;
        }
        mp[i] = b;
    }
    int num;
    while(~scanf("%d",&num))
    {
        printf("%d\n",mp[num]);
    }
    return 0;
}
### 关于汉诺塔问题递推算法实现与解析 #### 什么是递推算法? 递推算法是一种通过已知条件逐步计算未知结果的方法。它通常依赖前一步的结果来得出下一步的结果,适用于具有明显阶段性和状态转移关系的问题。 对于汉诺塔问题而言,虽然其经典的解决方案通常是基于递归思想构建的,但也可以采用递推的方式进行求解。递推的核心在于找到状态之间的转换规律并依次执行这些规则直到完成整个过程[^1]。 #### 汉诺塔问题的状态定义 在讨论如何用递推方式解决之前,我们需要明确几个基本概念: - **盘数 (n)**: 当前需要处理的圆盘数量。 - **源柱 (A)**: 初始放置所有圆盘的位置。 - **目标柱 (C)**: 需要最终将所有圆盘移至的目标位置。 - **辅助柱 (B)**: 移动过程中作为过渡使用的中间柱子。 #### 状态转移方程 根据题目描述以及传统递归方法的理解可以得知,当面对 n 层高的塔时,我们实际上是在做如下三件事情: 1. 将上面 `n-1` 块较小的盘子从 A 经过 C 移到 B; 2. 把最大的一块盘子直接由 A 移向 C; 3. 再次利用刚才的操作模式,把剩下的 `n-1` 块小盘子从 B 过渡回 A 并放到 C 上面去[^4]。 这种分步策略正好适合用来设计我们的迭代版本程序结构框架。 #### Python 实现代码 以下是使用循环代替函数调用栈形式表达上述逻辑的一种可能写法: ```python def hanoi_iterative(n, source='A', target='C', auxiliary='B'): moves = [] total_moves = 2**n - 1 for i in range(total_moves): src = '' dest = '' pole_index = (i % 3) + 1 if ((pole_index == 1 and n % 2 !=0 ) or (pole_index ==2 and n%2==0)): src ,dest=source,target elif((pole_index==2andn%2!=0)or(pole_index==1andn%2==0)): src,dest=target,source else: src,dest=auxiliary,[targetifsrc==sourceelsesource][:] move=(f"Move disk {len(moves)+1} from rod {src} to rod {dest}") moves.append(move) returnmoves ``` 注意此段伪码并非完全正确的运行版脚本而是为了展示原理简化后的示意片段。 #### 解析说明 以上给出的是一个较为抽象层次上的模拟流程而非严格意义上的数学证明或者最优效率解答方案。实际应用当中还需要考虑边界情况检验等因素加以完善优化[^5]。 ---
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