汉诺塔问题(看完就记住)

       汉诺塔问题:有三个柱子,初始柱a,辅助柱b和目标柱c;在初始柱上有着n个圆盘(圆盘放置规则,大的在下小的在上),对圆盘从上到下依次编号从1到n。将圆盘从初始柱a移到目标柱c上的问题就是汉诺塔问题。

        解题思路:

                                 (1)以c柱为中介,从a柱将1至n-1号盘移至b柱;

                                 (2)将a柱中剩下的第n号盘移至c柱;

                                 (3)以a柱为中介;从b柱将1至n-1号盘移至c柱。    

下面是通过递归实现汉诺塔问题的c代码:

#define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

void hanio(int n, char a, char b, char c)
{
	if (1 == n)
	{
		printf("盘子%d:%c->%c\n", n, a, c);//只有一个盘子,直接从a—>c
	}
	else
	{
		hanio(n - 1, a, c, b);//将第n-1个盘子借助c柱把a柱的盘子移到b柱
		printf("盘子%d:%c->%c\n", n, a, c);
		hanio(n - 1, b, a, c);//将第n-1个盘子借助a柱把b柱的盘子移到c柱
	}
}


int main()
{
	int n = 0;
	printf("输入盘子个数:");
	scanf("%d", &n);
	hanio(n, 'a', 'b', 'c');
	
	system("pause");
	return 0;
}

结果演示:

 

       

### 汉诺塔问题的C语言实现 汉诺塔问题是经典的递归算法应用之一,其基本思路是利用分治法将大问题分解成更小的问题逐步解决。以下是基于多个引用中的代码示例和解释来展示如何用C语言实现汉诺塔问题。 #### 基本原理 汉诺塔的核心在于递归调用。假设存在三根柱子 `A`、`B` 和 `C`,目标是从柱子 `A` 将所有的盘子借助柱子 `B` 移动到柱子 `C` 上。对于 `n` 层盘子,可以分为以下几个步骤: 1. 首先将前 `n-1` 个盘子从柱子 `A` 经过柱子 `C` 移动到柱子 `B`。 2. 接着将第 `n` 个盘子直接从柱子 `A` 移动到柱子 `C`。 3. 最后将之前移动到柱子 `B` 的 `n-1` 个盘子经过柱子 `A` 移动到柱子 `C`。 这种逻辑可以通过递归来实现[^1]。 --- #### 完整代码实现 以下是一个完整的C语言程序用于解决汉诺塔问题: ```c #define _CRT_SECURE_NO_WARNINGS 1 #include <stdio.h> // 函数声明:打印单次移动操作 void Move(char fromPole, char toPole); // 主要递归函数:完成汉诺塔问题 void HanoiTower(int numDisks, char sourcePole, char intermediatePole, char destinationPole) { if (numDisks == 1) { // 如果只有一个盘子,则直接移动 Move(sourcePole, destinationPole); } else { // 步骤1:将 n-1 个盘子从源柱移到中间柱 HanoiTower(numDisks - 1, sourcePole, destinationPole, intermediatePole); // 步骤2:将当前最底下的盘子从源柱移到目的柱 Move(sourcePole, destinationPole); // 步骤3:将剩余的 n-1 个盘子从中间柱移到目的柱 HanoiTower(numDisks - 1, intermediatePole, sourcePole, destinationPole); } } // 打印每次移动的具体信息 void Move(char fromPole, char toPole) { printf("%c --> %c\n", fromPole, toPole); } int main() { int numberOfDisks; // 输入盘子数量 printf("请输入汉诺塔的盘子数目: "); scanf("%d", &numberOfDisks); // 调用HanoiTower函数解决问题 HanoiTower(numberOfDisks, 'A', 'B', 'C'); return 0; } ``` 上述代码实现了标准的汉诺塔问题求解方法,并提供了清晰的操作流程输出[^3]。 --- #### 测试结果说明 当输入盘子的数量为 `3` 时,运行以上代码会得到如下输出: ``` 请输入汉诺塔的盘子数目: 3 A --> C A --> B C --> B A --> C B --> A B --> C A --> C ``` 这表明程序成功完成了所有必要的移动操作以满足汉诺塔规则的要求[^4]。 --- #### 计算总步数 除了提供每一步的移动方案外,还可以计算总共需要多少步才能完成整个过程。已知汉诺塔问题所需的最少移动次数可以用公式 \( T(n) = 2^n - 1 \) 表达。因此可以在主函数中加入额外功能来显示总的移动次数: ```c int TotalMoves(int disks) { if (disks == 1) return 1; return 2 * TotalMoves(disks - 1) + 1; } printf("共需移动:%d 步。\n", TotalMoves(numberOfDisks)); ``` 此部分扩展了原基础版本的功能,使用户能够直观了解所需的最大步数[^2]。 ---
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