给定一个数n， 表示n层汉诺塔问题， 请打印最优步数的所有过 程

牛客网算法进阶班第一课

问题二：给定一个数n， 表示n层汉诺塔问题， 请打印最优步数的所有过程

进阶： 给定一个汉诺塔的状况用数组arr表示（arr中只有1， 2，3三种数字） ， 请返回这是汉诺塔最优步数的第几步？

举例：
arr = {3,2,1}
arr长度为3， 表示这是一个3层汉诺塔问题；
arr[0] == 3表示上面的汉诺塔在右边；
arr[1] == 2表示中间的汉诺塔在中间；
arr[2] == 1表示底下的汉诺塔在左间；
这种状况是3层汉诺塔最优步数的第2步， 所以返回2。

代码

public class HanoiProblem {

	public static void hanoi(int n){
		if(n>0){
			func(n, "left", "mid", "right");
		}
	}
	
	public static void func(int n, String from, String mid, String to){
		if (n==1){
			System.out.println("move from " + from + " to " + to);//从左直接移到右
		}else{
			func(n-1, from, to, mid);//将n-1个元素通过to，从from移动到mid
			func(1, from, mid, to);//将最底下的元素通过mid，从from移动到to
			func(n-1, mid, from, to);//将n-1个元素，通过from，从mid移动到to
		}
	}
	
	public static int step1(int[] arr){
		if(arr == null || arr.length == 0){
			return -1;
		}
		return process(arr, arr.length-1, 1, 2, 3);
	}
	
	public static int process(int[] arr, int i, int from, int mid, int to){
		if(i == -1){
			return 0;
		}
		if(arr[i] != from && arr[i] != to){
			return -1;
		}
		if(arr[i] == from){
			return process(arr, i-1, from, to, mid);
		}else{
			int rest = process(arr, i-1, mid, from, to);
			if(rest == -1){
				return -1;
			}
			return (1 << i) + rest;
		}
	}
	
	public static int step2(int[] arr){
		if(arr == null || arr.length == 0){
			return -1;
		}
		int from = 1;
		int mid = 2;
		int to = 3;
		int i = arr.length -1;
		int res = 0;
		int tmp = 0;
		while(i >= 0){
			if (arr[i] != from && arr[i] != to){
				return -1;
			}
			if (arr[i] == to){
				res += 1 << i;
				tmp = from;
				from = mid;
			}else{
				tmp = to;
				to = mid;
			}
			mid = tmp;
			i--;
		}
		return res;
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		int n = 3;	
		hanoi(n);
		int[] arr = {3, 2, 1};
		System.out.println(step1(arr)); 
		System.out.println(step2(arr));
	}
}